TK-4091 PENELITIAN TK 2 Semester II 2011/2012
Judul PEMISAHAN GAS DENGAN MEMBRAN PERMEASI
Kelompok B.1011.3.07 Bambang Irawan Misbaqul Munir
(13008086) (13008109)
Pembimbing Dr. I Gede Wenten
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG MEI 2012
LEMBAR PENGESAHAN TK-4091 PENELITIAN TK 2 Semester II 2011/2012
PEMISAHAN GAS DENGAN MEMBRAN PERMEASI
Kelompok B.1011.3.07 Bambang Irawan Misbaqul Munir
(13008086) (13008109)
Catatan
Bandung, Mei 2012 Disetujui Pembimbing
Dr. I Gede Wenten
B.1011.3.07
i
SURAT PERNYATAAN TK-4091 PENELITIAN TK 2 Semester II 2011/2012
Kami yang bertandatangan dibawah ini:
Kelompok
: B.1011.3.07
Nama (NIM) : Bambang Irawan (13008086) (13008086) Nama (NIM) : Misbaqul Munir (13008109) (13008109)
dengan ini menyatakan bahwa laporan dengan judul:
PEMISAHAN GAS DENGAN MEMBRAN PERMEASI
Adalah hasil pekerjaan kami dimana seluruh pendapat dan materi dari sumber lain telah dikutip melalui penulisan referensi yang sesuai.
Surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya, dan jika pernyataan dalam surat pernyataan ini dikemudian hari diketahui keliru, kami bersedia menerima sangsi sesuai peraturan yang berlaku.
Bandung, 22 Mei 2012
B.1011.3.07
Tanda tangan
Tanda tangan
Bambang Irawan
Misbaqul Munir
ii
TK-4091 PENELITIAN TK 2 Pemisahan Gas dengan Membran Permeasi
Kelompok B.1011.3.07 Bambang Irawan (13008086) dan Misbaqul Munir (13008109) Pembimbing Dr. I Gede Wenten
ABSTRAK Gas merupakan komponen yang penting bagi kehidupan. Di dalam industri gas yang digunakan harus memiliki kemurnian tinggi. Oleh sebab itu pemisahan gas harus dilakukan. Salah satu teknologi yang digunakan dalam memisahkan gas adalah membran. Material yang populer untuk pembuatan membran pemisahan gas adalah polisulfon dan jenis membran yang banyak digunakan di industri adalah membran asimetrik karena memiliki lapisan toplayer yang tipis sehingga memungkinkan permeabilitas yang besar. Membran asimetrik bekerja dengan prinsip mekanisme solution-diffusion. solution-diffusion. Walaupun telah banyak digunakan di industri, membran asimetrik memiliki kelemahan yaitu adanya permasalahan antara permeabilitas dan selektivitas. Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat membran asimetrik matriks campuran polisulfon/silika. Variasi yang dilakukan pada penelitian ini adalah komposisi silika pada membran (0, 0,1, 0,5 %-berat) dan tekanan operasi membran (1-2 bar). Selain itu divariasikan penambahan aditif berupa PEG dan jenis koagulan yang digunakan. Data yang diperoleh berupa laju alir gas CO 2 serta N2 pada aliran permeat. Dari data yang diperoleh dapat dilakukan analisis permeabilitas dan selektivitas membran. Permebilitas gas CO2 dan N2 yang dihasilkan sangat besar. Membran yang menghasilkan permeabilitas paling tinggi adalah membran dengan aditif silika sebesar 0,1%. Sedangkan selektitas membran yang diperoleh relatif rendah yaitu rentang 1-2. Kata kunci : membran polisulfon, pemisahan CO 2, silika
B.1011.3.07
iii
TK-4091 RESEARCH PROJECT 2 Gas Separation with Membrane Permeation
Group B.1011.3.07 Bambang Irawan (13008086) and Misbaqul Munir (13008109) Advisor Dr. I Gede Wenten
ABSTRACT Gas is an essential component for life. In the industial, gas used with high purity. Therefore, the separation of gas should be made. One of the ways to separate gas is by using membrane technology. Popular material for making gas separation membrane are polisulfone and types of membranes are widely used in industry is an asymmetric membrane having a thin toplayer allowing greater permeability. Asymmetric membrane work with the principle of solution-diffusion mechanism. Althouhgh it has been widely used in industry, asmmetric membrane has a weakness that is the problem between permeability and selectivity. The purpose of this study was to create a mixed matrix asymmetric membranes polysulfone/silica. Variation of this study was performed on silica on the membrane composition (0, 0.1, 0.5%-weight) and operating pressure (1-2 bar). Beside of that, variation variation additive like PEG and type coagulant. coagulant. The data obtained in the form of gas flow rate of CO 2 and N 2 on the permeate flow. From the data obtained can be analyzed membrane permeability and selectivity. Membrane that produce CO 2 and N2 gas permeability the most high is silica membrane with an additive of 0,1%. selectivity relati vely low at range 1-2. Key words : polysulfone membrane, CO 2 separation, silica
B.1011.3.07
iv
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah swt karena atas rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan penelitian berjudul “Pemisahan Gas dengan Membran Permeasi”. Permeasi”. Laporan penelitian ini untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Teknik Kimia ITB.
Penulis mendapatkan banyak bimbingan, bantuan, dan dukungan selama proses penyusunan laporan ini. Oleh karena itu, it u, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Dr. I. G. Wenten sebagai dosen pembimbing, Anang Satria Candranegara, S.T., keluarga, dan rekan-rekan yang telah memberikan masukan tentang tata cara penulisan laporan ini.
Semoga tulisan ini bermanfaat bagi penulis untuk menjalankan tugas dan peran penulis di masa depan dan semoga dapat memperkaya perkembangan ilmu pengetahuan.
Bandung, Mei 2012
Penulis
B.1011.3.07
v
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ............................................ ................................................................... ......................................... .................. i SURAT PERNYATAAN.......................... PERNYATAAN................................................ ............................................ ........................................ .................. ii ABSTRAK ............................................ .................................................................. ............................................ ........................................... ..................... iii ABSTRACT .......................................... ................................................................ ............................................ ........................................... ..................... iv KATA PENGANTAR ............................................................... ..................................................................................... ............................. ....... v DAFTAR ISI .................................................... .......................................................................... ............................................. ................................ ......... vi DAFTAR TABEL ................................................... .......................................................................... ............................................. ...................... viii DAFTAR GAMBAR ........................................... ................................................................. ............................................ ............................ ...... ix BAB I PENDAHULUAN .......................................... ................................................................ ............................................ ...................... 1 1.1. Latar Belakang ........................................... ................................................................. ............................................ .......................... ....1 1.2. Rumusan Masalah ......................................... ............................................................... ............................................ ........................2 1.3. Tujuan Penelitian .......................................... ................................................................ ............................................ ........................3 1.4. Ruang Lingkup Lingkup Penelitian..................................... Penelitian........................................................... ..................................... ...............3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................... .................................................................. ................................. .......... 4 2.1. Metode-Metode Pemisahan Gas secara Konvensional Konvensional .............................. ..............................4 2.1.1.
Absorpsi Pelarut Fisika ............................................ ................................................................... ......................... .. 4
2.1.2.
Absorpsi Pelarut Kimia ............................................ ................................................................... ......................... .. 4
2.1.3.
Fraksionasi Kriogenik .......................................... ................................................................. ............................. ...... 6
2.2. Membran untuk Pemisahan Pemisahan Gas ....................... ............................................. ......................................... ...................7 2.2.1.
Klasifikasi Membran ............................................ ................................................................... ............................. ...... 7
2.2.2.
Membran Permeasi............................ Permeasi................................................... .............................................. ......................... .. 9
2.3. Membran Matriks Campuran ........................................... .................................................................. .........................13 2.4. Membran Asimetrik .......................................... ................................................................. ....................................... ................18 BAB III RANCANGAN PENELITIAN.......................................... .............................................................. .................... 21 3.1. Metodologi ......................................... ............................................................... ............................................ ................................ ..........21 3.2. Percobaan ........................................... ................................................................. ............................................ ................................ ..........21 3.2.1
B.1011.3.07
Alat ......................................... ............................................................... ............................................. ................................... ............ 21
vi
3.2.2
Bahan...................................... Bahan............................................................ ............................................. ................................... ............ 22
3.2.3
Prosedur Percobaan .......................................... ................................................................. ............................... ........ 23
3.2.4
Variasi ............................................ .................................................................. ............................................ ........................... ..... 24
3.3. Intepretasi Data .......................................... ................................................................ ............................................ ........................ ..25 BAB IV PEMBAHASAN.......................................... ................................................................ .......................................... .................... 26 4.1. Ketebalan Membran .......................................... ................................................................. ....................................... ................26 4.2. Permeabilitas Gas....................................... Gas............................................................. ............................................ ........................ ..26 4.3. Selektifitas Membran ............................................ ................................................................... ................................... ............30 BAB V PENUTUP.......................................... ................................................................ ............................................ ............................... ......... 33 5.1. Kesimpulan ............................................ .................................................................. ............................................ ............................ ......33 5.2. Saran ................................... ......................................................... ............................................. .............................................. .........................33 DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG................................. LAMBANG....................................................... ........................ 34 DAFTAR PUSTAKA .......................................... ................................................................ ............................................ ........................... ..... 35 LAMPIRAN A MATERIAL SAFETY DATA SHEET ...................................... ...................................... 37 A.1 Polisulfon ........................................... ................................................................. ............................................ ................................ ..........37 A.2 Aseton ............................................ ................................................................... ............................................. ................................... .............38 A.3 N,N-Dimethylacetamide .......................................... ................................................................. ................................ .........39 A.4 Air ........................................... ................................................................. ............................................ ........................................... .....................40 A.5 Etanol .......................................... ................................................................ ............................................ ....................................... .................40 A.6 Metanol .......................................... ................................................................. ............................................. ................................... .............41 A.7 Karbon dioksida ............................................ .................................................................. ........................................... .....................42 A.8 Nitrogen ......................................... ............................................................... ............................................. .................................... .............42 LAMPIRAN B SAFETY ........................................... ................................................................. .......................................... .................... 43
B.1011.3.07
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Skema mekanisme solution-diffusion .......................................... .................................................. ........ 13 Tabel 2. 4 Hasil penelitian membran matriks campuran dengan material inorganik berbahan dasar silika .................................. ........................................................ .......................................... .................... 15 Tabel 2. 5 Daftar solvent yang dapat digunakan untuk pembuatan pembuatan membran polisulfon ......................................... ............................................................... ............................................ ............................... ......... 20 Tabel 3. 1 Variasi komposisi silika pada proses pembuatan membran matriks campuran ......................................... ............................................................... ............................................ ............................... ......... 25 Tabel 4. 1 Tebal Membran .......................................... ................................................................ .......................................... .................... 26
B.1011.3.07
viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Diagram alir proses penghilangan acid gas dengan gas dengan metode absorpsi kimia ........................................... ................................................................. ............................................ ................................. ........... 5 Gambar 2. 2 Membran Asimetris ........................................... .................................................................. ................................. .......... 7 Gambar 2. 3 Membran Simetris ........................... ................................................. ............................................. ............................. ...... 8 Gambar 2. 4 Membran Berpori ............................... ...................................................... .............................................. ......................... .. 8 Gambar 2. 5 Membran Tidak Berpori ............................................ ................................................................... ......................... .. 9 Gambar 2. 6 jenis-jenis j enis-jenis mekanisme gas melewati membran .................................. .................................. 9 Gambar 2. 7 Skema mekanisme solution-diffusion s olution-diffusion .......................................... .............................................. .... 11 Gambar 2. 8 Skema polimer-material inorganik pada membran matriks campuran ............................................. ................................................................... ............................................ ...................................... ................ 14 Gambar 2. 11 Hasil SEM membran polisulfon/fumed silica (a) 10%-berat fumed silika (b) 3%-berat fumed silika........................................... ....................................................... ............ 16 Gambar 2. 12 Ilustrasi dari (a) jalur kontinu pada komposisi MCM -48 sebanyak 10%-berat (b)jalur tak kontinu pada komposisi MCM-48 sebanyak 20%-berat.............................................................. .................................................................................... ........................... ..... 16 Gambar 2. 13 Peningkatan free volume dengan penambahan komposisi silika ... 17 Gambar 2. 14 Hasil SEM dari penampang lintang membran yang dibuat dengan (a) metode kering ker ing (b) metode basah ................................................ ................................................ 19 Gambar 4. 1 Permeabilitas Gas CO 2 terhadap Tekanan pada Membran dengan Aditif PEG400 ...................................................... ............................................................................. ........................... .... 28 Gambar 4. 2 Permeabilitas Gas N2 terhadap Tekanan pada Membran dengan Aditif PEG400 ...................................................... ............................................................................. ........................... .... 28 Gambar 4. 3 Permeabilitas Gas CO 2 terhadap Tekanan pada Membran dengan den gan Koagulan 25% DMAc .......................................... ................................................................. ........................... .... 29 Gambar 4. 4 Permeabilitas Gas N2 terhadap Tekanan pada Membran dengan Koagulan 25% DMAc .......................................... ................................................................. ........................... .... 30 Gambar 4. 5 Selektifitas CO2/N2 pada Membran dengan Aditif PEG dan Silika S ilika 31 Gambar 4. 6 Selektifitas Sele ktifitas CO2/N2 pada Membran dengan Koagulan DMAc 25% 32
B.1011.3.07
ix
B.1011.3.07
x
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Pemisahan gas merupakan proses yang sangat penting untuk memurnikan gas yang diinginkan. Salah satu gas yang perlu dimurnikan adalah gas alam. Gas alam merupakan sumber energi yang dianggap lebih aman dan lebih bersih daripada minyak bumi dan batubara sehingga penggunaannya terus meningkat. Gas alam yang diperoleh dari perut bumi sebagian besar terdiri dari metana(CH 4). Selain senyawa-senyawa hidrokarbon lainnya, pada gas alam juga terkandung karbon dioksida (CO2) dan hydrogen disulfide (H 2S) yang dikenal sebagai acid gas. gas. Acid gas, gas, terutama CO2, perlu dihilangkan dari gas alam karena mengakibatkan beberapa kerugian, di antaranya menurunkan nilai nila i kalor gas alam, meningkatkan volume gas yang harus ditransportasikan melalui jaringan perpipaan, dan meningkatkan kemungkinan terjadinya korosi selama transportasi dan distribusi gas alam. Pemisahan CO2 dari gas alam dapat dilakukan dengan berbagai metode. Saat ini 70% pemisahan CO 2 dari gas alam dilakukan dengan metode absorpsi larutan kimia. Absorpsi pelarut kimia melibatkan larutan kimia (biasanya amin) dalam jumlah yang besar serta harus diregenerasi untuk menghemat biaya dan mengurangi limbah industri. Metode lain yang dapat diaplikasikan misalnya pemisahan kriogenik. Pemisahan kriogenik dilakukan pada tekanan dan temperatur ekstrim serta hanya cocok untuk gas dengan kandungan CO 2 sangat tinggi. Metode lain yang dapat mengatasi kelemahan dari metode-metode di atas adalah
penggunaan
membran.
Pemisahan
menggunakan
membran
tidak
membutuhkan larutan kimia dalam prosesnya sehingga lebih aman bagi lingkungan. Selain itu, membran tidak memerlukan tekanan dan temperatur operasi yang ekstrim seperti pada metode pemisahan kriogenik.
B.1011.3.07
1
Dalam pembuatan membran untuk pemisahan gas, ada dua aspek yang perlu diperhatikan. Aspek pertama adalah kinerja membran yang meliputi selektivitas dan permeabilitas. Membran diharapkan memiliki selektivitas dan permeabilitas gas yang baik. Aspek kedua adalah ketahanan membran terhadap kondisi operasi yang diterapkan.. Polisulfon adalah polimer yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan membran pemisahan gas karena harganya murah dan memiliki ketahanan yang baik. Ada berbagai jenis membran yang dapat digunakan untuk memisahkan gas di antaranya adalah membran dense, dense, asimetrik, dan komposit. Ketiga jenis membran tersebut telah diaplikasikan secara luas namun memiliki satu kelemahan yaitu adanya tawar-menawar antara nilai selektivitas dan permeabilitas membran. Untuk mengatasi kelemahan tersebut telah dikembangkan membran matriks campuran yang memiliki nilai selektivitas dan permeabilitas yang tinggi. Saat ini penelitian mengenai membran matriks campuran sebagian besar dilakukan dengan menggunakan zeolit, carbon, dan silika sebagai material inorganik campuran polisulfon. Pembuatan membran biasanya dilakukan dengan metode evaporasi sehingga diperoleh membran dengan struktur dense. dense. Untuk mempelajari membran matriks campuran lebih jauh, dilakukan penelitian mengenai kinerja membran matrik campuran yang dibuat dengan metode inversi fasa sehingga terbentuk membran dengan struktur asimetrik dan penambahan material inorganik silika dengan ukuran spesifik. Struktur membran yang asimetrik diharapkan dapat meningkatkan permeabilitas dibandingkan dengan struktur membran dense. dense. 1.2.
Rumusan Masalah
Material inorganik pada pembuatan membran matriks campuran memiliki fungsi seperti penyaring gas yang ingin dipisahkan atau mengkondisikan free volume pada struktur membran. Material inorganik tersebut tersebar pada lapisan polisulfon yang berfungsi sebagai penyangga. Pada pembuatan membran matriks campuran, seringkali terdapat rongga tak selektif antara material inorganik dan polisulfon yang menurunkan selektivitas membran. Berdasarkan penelitian yang
B.1011.3.07
2
telah dilakukan sebelumnya, rongga antara polisulfon dan zeolit hanya terbentuk setelah konsentrasi material inorganik pada campuran mencapai nilai tertentu (Dorosti dkk., 2011). Membran matriks campuran biasanya dibuat dengan metode evaporasi sehingga terbentuk membran dense. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, membran asimetrik memiliki permeabilitas yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan membran
dense. dense. Untuk meningkatkan
permeabilitas gas, maka perlu dilakukan penelitian mengenai kinerja membran asimetrik matriks campuran. 1.3.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan masalah yang telah dirumuskan sebelumnya, penelitian ini bertujuan untuk membuat membran asimetrik matriks campuran dan memperoleh nilai komposisi silika pada membran asimetrik matriks matr iks campuran polisulfon/silika yang dapat digunakan untuk pemisahan gas dan memiliki nilai selektivitas CO 2/N2 serta permeabilitas CO2 yang baik. 1.4.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini mencakup hal-hal berikut:
Penentuan formulasi membran yang optimum hanya dipengaruhi oleh nilai selektivitas dan permeabilitas.
Gas yang digunakan adalah CO 2 dan N2
Membran yang dibuat adalah membran asimetrik matriks campuran flat sheet .
B.1011.3.07
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Metode-Metode Pemisahan Gas secara Konvensional
Ada berbagai metode yang digunakan untuk memisahkan gas. Pemilihan metodemetode tersebut didasarkan pada jumlah dan jenis gas yang akan dipisahkan. Salah satu aplikasi pemisahan gas yaitu pemisahan gas alam dari acid gas. Metode pemisahan tersebut antara lain: 2.1.1. Absorpsi Pelarut Fisika
Jika konsentrasi acid gas pada gas alam tinggi (10% - 50%), absorpsi bisa dilakukan dengan pelarutan acid gas dalam pelarut fisika yang bersifat tidak mudah menguap dan tidak reaktif. Absorpsi fisika dapat memberikan hasil yang memuaskan karena salah satu keuntungan dari proses ini adalah tidak adanya batas absorpsi. Prinsip kerjanya adalah Hukum Henry, dimana proses absorpsi ditentukan oleh tekanan dan temperatur operasi. Tekanan parsial CO 2 yang tinggi, menyebabkan kapasitas loading CO2 juga tinggi sehingga proses absorpsi fisika sangat tepat jika aliran feed gas kaya akan CO 2. Contoh pelarut yang digunakan pada proses ini adalah Selexol yang merupakan campuran dari dimetil eter dan polietilen glikol. Dibandingkan dengan absorpsi pelarut kimia, proses ini memerlukan lebih sedikit energi karena tidak terjadi ikatan kimia antara pelarut dan acid gas. gas. 2.1.2. Absorpsi Pelarut Kimia
Jika konsentrasi acid gas rendah, yaitu sekitar 1% s/d 10%, digunakan pelarut yang bereaksi secara kimia dengan dengan acid gas. Ada banyak pelarut yang dapat digunakan untuk proses gas sweetening . Sebagian besar merupakan produk alkanolamin. Seluruh pelarut tersebut digunakan dalam fasa cair. Produk alkanolamin yang digunakan untuk proses gas sweetening di industri antara lain monoetanolamin
B.1011.3.07
(MEA),
diglicolamin
(DGA),
dietanolamin
(DEA),
4
diisopropanolamin (DIPA), dan metildietanolamin (MDEA). Sebagai alternatif pelarut, digunakan juga garam-garam alkalin, misalnya kalium kali um karbonat. Diagram alir proses penghilangan acid gas gas dengan metode absorpsi kimia disajikan pada Gambar II.1 di bawah ini (Kohl dan Nielson, 1997).
Gambar 2. 1 Diagram alir proses penghilangan acid gas dengan gas dengan metode absorpsi kimia
Alkanolamin dialirkan dari bagian atas absorber sedangkan acid gas gas yang mengandung H 2S dan CO2 dialirkan dari bagian bawah absorber. Larutan alkanolamin mengikat H 2S dan CO 2 sehingga sweet gas gas keluar dari bagian atas absorber dan larutan alkanolamin yang kaya akan H 2S dan CO 2 keluar dari bagian bawah absorber. Larutan alkanolamin yang kaya akan H 2S dan CO2 tersebut selanjutnya mengalami pelucutan H2S dan CO 2 pada kolom regenerator sehingga diperoleh larutan alkanolamin yang dapat digunakan kembali di absorber. Konsentrasi larutan alkanolamin yang digunakan bergantung pada jenis alkanolamin yang digunakan. Beberapa contoh konsentrasi dari alkanolamin yang sering digunakan di industri yaitu (Kohl dan Nielson, 1997):
B.1011.3.07
5
Monoetanolamin: 20%-wt untuk menghilangkan H 2S dan CO2, 32%-wt untuk menghilangkan CO 2 saja.
Dietanolamin: 20-25%-wt untuk menghilangkan H 2S dan CO2.
Metildietanolamin: 35-55%-wt untuk menghilangkan H 2S dan CO2.
Diglikolamin: 50%-wt untuk menghilangkan menghilangkan H 2S dan CO2.
Saat ini, 70% proses gas sweetening dilakukan menggunakan metode absorpsi pelarut (Bhide dkk., 1997). Faktor yang mempengaruhi biaya yang diperlukan dalam metode absorpsi pelarut adalah jumlah steam steam yang diperlukan untuk meregenarasi pelarut dan ukuran absorber. Di samping kemajuan dan perkembangan yang telah dicapai pada metode absorpsi pelarut, metode ini menghadapi beberapa batasan dalam pelaksanaannya, antara lain (Bhide dkk., 1997):
Memerlukan energi yang besar, terutama untuk memproses gas alam dengan kandungan acid gas yang tinggi.
Memerlukan biaya modal yang relatif besar untuk laju alir gas alam yang kecil.
Tidak cocok diaplikasikan pada kondisi off-shore karena off-shore karena ukuran dan bobot alat-alat yang diperlukan terlalu besar.
Walaupun memiliki beberapa kekurangan, metode absorpsi pelarut telah terbukti dapat mengurangi kandungan acid gas gas dalam gas alam sehingga memenuhi spesifikasi perpipaan Amerika. 2.1.3. Fraksionasi Kriogenik
Metode fraksionasi kriogenik diaplikasikan pada gas alam dengan konsentrasi CO2 yang tinggi, biasanya lebih dari 90%. Metode ini cocok untuk gas dengan tekanan tinggi namun memerlukan energi yang besar untuk proses refrigerasi. Pada proses fraksionasi kriogenik, aliran feed gas dikompresi dan didinginkan sampai temperatur tertentu yang memungkinkan terjadinya pemisahan dengan distilasi dan diperoleh CO2 cair.
B.1011.3.07
6
2.2.
Membran untuk Pemisahan Gas
2.2.1. Klasifikasi Membran Membran bisa diklasifikasikan berdasarkan morfologi atau strukturnya. Struktur dari membran harus diketahui karena menentukan aplikasi dan mekanisme pemisahan. Berdasarkan strukturnya membran dibagi menjadi dua tipe, yaitu: a.
Membran asimetris Struktur membran jenis ini tidak beraturan. Membran ini minimal terdiri
dari dua lapisan yang berbeda, misalnya lapisan non-pori dan lapisan berpori. Pada membran komposit, lapisan biasanya dibentuk dari dua jenis polimer yang berbeda. Lapisan permukaan menjadi bagian yang terpenting karena menentukan laju permeasi dari membran.
Gambar 2. 2 Membran Asimetris
b.
Membran simetris Membran jenis ini memiliki struktur yang seragam. Transfer massa yang
terjadi di dalam membran jenis ini begantung pada ketebalan membran. Semakin tipis ketebalan membran maka laju permeasi semakin sema kin meningkat.
B.1011.3.07
7
Gambar 2. 3 Membran Simetris
Sedangkan berdasarkan pori, membran dibagi menjadi dua, yaitu: a.
Membran berpori Membran jenis ini memiliki struktur dan fungsi yang mirip dengan filter
konvensional. Tetapi pori pada membran berbeda dengan filter karena ukuran diameternya yang jauh lebih kecil. Semua komponen yang memiliki ukuran lebih besar dari pori tidak akan bisa melewati membran. Membran jenis ini bisa memisahkan komponen yang memilki ukuran berbeda. Contoh membran jenis ini adalah ultrafiltrasi dan mikrofiltrasi.
Gambar 2. 4 Membran Berpori
b.
Membran non-pori Membran non-pori atau biasa disebut membran dense memisahkan
komponen dengan cara difusi karena ada driving force berupa perbedaan tekanan, konsentrasi atau potensial listrik. Pemisahan komponen dari campuran berkaitan langsung dengan laju relatif masing-masing komponen di dalam membran. Laju relatif tersebut diperoleh dari difusivitas dan solubilitas komponen pada material
B.1011.3.07
8
membran yang digunakan. Membran jenis ini dapat memisahkan komponen yang memiliki ukuran sama dengan syarat solubilitas atau difusifitasnya berbeda. Pemisahan gas, pervaporasi, dan reverse osmosis menggunakan membran jenis ini untuk melakukan proses pemisahan campuran. Biasanya membran ini memiliki struktur asimetrik untuk meningkatkan fluks.
Gambar 2. 5 Membran Tidak Berpori
2.2.2. Membran Permeasi Pemisahan gas dengan membran memiliki beberapa mekanisme cara memurnikan suatu campuran campuran gas.
Mekanisme tersebut yaitu knudsen diffusion, molecular
sieving, dan solution diffusion. Mekanisme pemisahan campuran gas dapat dilihat pada gambar 2.6.
Gambar 2. 6 jenis-jenis mekanisme gas melewati membran Aplikasi teknologi membran untuk pemisahan gas dan uap, termasuk pemisahan CO2 dari acid gas telah banyak dipelajari dan dikembangkan pada skala industri.
B.1011.3.07
9
Membran untuk pemisahan gas dianggap sangat menarik karena kebutuhan energi yang rendah, biaya perawatan yang murah, stukturnya yang modular, dan kondisi operasi yang tidak ekstrim (Gur, 1994). Di balik aplikasi teknologi membran yang begitu luas dalam pemisahan gas, terdapat dua tantangan teknis yang harus dihadapi. Tantangan pertama adalah cara memperoleh produktivitas (laju permeasi) yang baik tapi juga diiringi dengan selektivitas (efesiensi pemisahan) yang tinggi. Tantangan kedua adalah cara menjaga produktivitas dan selektivitas membran tetap baik ketika umpan proses merupakan campuran kompleks dari berbagai senyawa dan bersifat agresif. (Koros, 2000). Membran untuk pemisahan CO 2 dapat dibuat dari berbagai material namun hingga saat ini, material yang banyak digunakan dalam aplikasi di industri adalah polimer. Material ini dipilih kerena harganya yang relatif murah dan proses pembuatannya yang relatif mudah dibandingkan material lain (Gur, 1994). Polimer yang popular penggunaannya dalam proses pemisahan gas di antaranya adalah poliimida, selulosa asetat, dan polisulfon. Poliimida memiliki kemampuan pemisahan yang sangat baik namun ketahanan membran berbahan poliimida tidaklah terlalu baik. Membran berbahan dasar poliimida sangat rentan terhadap gas bertekanan tinggi dan kondensat yang seringkali masih terkandung pada gas alam. Selulosa asetat memiliki ketahanan yang lebih baik daripada poliimida namun tekanan plastisasinya rendah, yaitu 11 bar (Bos dkk., 1999). Polisulfon memiliki ketahanan yang lebih tinggi daripada poliimida dan memiliki tekanan plastisasi yang cukup tinggi, yaitu 34 bar (Bos dkk., 1999). Kinerja membran selulosa asetat dan polisulfon tidak terlalu jauh berbeda. Permeabilitas CO 2 untuk selulosa asetat dan polisulfon adalah 6 dan 4,4 barrer. Selektivitas CO2/N2 untuk polisulfon antara 20-30. Pada dasarnya membran pemisahan gas dapat berupa membran berpori maupun tak berpori. Aplikasi membran berpori lebih terbatas dibandingkan membran tak berpori, yaitu hanya dapat digunakan untuk pemisahan campuran gas dengan perbedaan ukuran molekul yang besar sehingga membran tak berpori lebih
B.1011.3.07
10
popoler untuk pemisahan gas. Pada membran tak ta k berpori, molekul gas berpindah dengan prinsip kelarutan molekul gas pada material polimer dan difusifitas molekul gas melalui free volume volume pada struktur membran (mekanisme solution diffusion). diffusion). Persamaan matematis yang menggambarkan hubungan kelarutan, difusivitas, dan laju alir gas yang melewati membran disajikan pada persaman II.1 di bawah ini.
(II.1)
Dimana J adalah laju alir gas yang melewati membran (fluks), D i adalah koefisien difusi molekul gas i, S i adalah koefisien kelarutan gas i, l adalah ketebalan lapisan membran, dan ∆p i adalah perbedaan tekanan parsial gas i (Mulder, 1996). Skema mekanisme solution-diffusion solution-diffusion disajikan pada Gambar 2.2 di bawah ini (Scholes dkk., 2008).
Gambar 2. 7 Skema mekanisme solution-diffusion Pada membran tak berpori, untuk memperoleh laju alir permeat yang besar, membran perlu dibuat setipis mungkin. Berdasarkan alasan tersebut dan mempertimbangkan kekuatan mekanik membran, tipe membran tak berpori yang cocok untuk pemisahan gas adalah membran asimetrik. Membran asimetrik adalah membran yang terdiri dari dense toplayer dan porous sublayer . Material pembentuk kedua lapisan tersebut sama jenisnya. Dense toplayer adalah lapisan tipis yang tidak berpori sedangkan porous sublayer adalah lapisan yang lebih
B.1011.3.07
11
tebal dan berpori. Dense toplayer berperan dalam menentukan selektivitas membran dan memiliki tahanan perpindahan massa yang besar karena strukturnya yang tidak berpori sehingga dibuat setipis mungkin. Porous sublayer berperan untuk meningkatkan kekuatan mekanik membran dan memiliki tahanan perpindahan massa yang kecil karena strukturnya berpori berpori (Mulder, 1996). Walaupun populer di industri, membran tak berpori yang bekerja dengan mekanisme solution-diffusion memiliki kelemahan. Kelemahan membran ini adalah adanya tawar-menawar antara permeabilitas dan selektivitas. Jika diinginkan membran dengan selektivitas gas tinggi maka permeabilitas gas yang diperoleh bernilai rendah dan sebaliknya. Untuk mengatasi kelemahan membran yang bekerja dengan mekanisme solution-diffusion, solution-diffusion, telah banyak dilakukan penelitian mengenai membran matriks campuran. Pada pemisahan gas dengan membran, parameter yang digunakan untuk menentukan kinerja membran yaitu permeabilitas dan selektifitas membran terhadap campuran gas. Permeabilitas merupakan ukuran mudah tidaknya suatu gas melewati membran. Sedangkan selektifitas merupakan tingkat pemisahan campuran gas yang bisa dilakukan oleh membran.
(P/L) = Permeabilitas ( (cm3)/(cm2.s.cmHg) ) Q p = Laju alir permeat (cm3/s) Am = Luas permukaan membran (cm 2) ∆P = Beda tekan permeat dan umpan (cmHg) αA/B = selektifitas membran zat A terhadap CO 2 Permeabilitas dan selektifitas membran berbeda-beda untuk bahan membran yang berbeda karena dipengaruhi solubilitas bahan membran dan difusifitas suatu
B.1011.3.07
12
gas. Nilai permeabilitas dari beberapa bahan membran dan gas dapat dilihat pada tabel 2.1 Tabel 2. 1 Skema mekanisme solution-diffusion
2.3.
Membran Matriks Campuran
Membran matriks campuran adalah membran yang dibuat dengan mencampurkan polimer dan material inorganik yang berpori maupun tak berpori. Polimer berfungsi sebagai penyangga bagi material inorganik. Material inorganik yang berpori memisahkan gas dengan prinsip penyaringan menggunakan pori-pori pada material inorganik tersebut. Material inorganik yang tak berpori memperbaiki kinerja membran dengan meningkatkan free volume volume pada membran sehingga permeabilitas meningkat. Skema polimer-material inorganik pada membran matriks campuran disajikan pada Gambar G ambar 2.3 di bawah ini (Gorgojo dkk., 2008). Masalah yang sering timbul pada pembuatan membran matriks campuran adalah aglomerasi material inorganik (Zornoza dkk., 2010) dan lemahnya interaksi antara rantai polimer dengan material inorganik (Zornoza dkk., 2009).
B.1011.3.07
13
Gambar 2. 8 Skema polimer-material inorganik pada membran matriks campuran Aglomerasi terjadi pada membran matriks campuran jika konsentrasi material inorganik pada membran telah mencapai nilai yang tinggi. Aglomerasi material inorganik mengakibatkan terbentuknya rongga-rongga tak selektif di antara partikel material inorganik. Keberadaan rongga-rongga tersebut tidak diinginkan kerena dapat menurunkan selektivitas membran. Lemahnya interaksi antara rantai polimer dengan material inorganik dapat disebabkan oleh kekakuan rantai polimer yang digunakan. Jika rantai polimer tidak dapat melingkupi partikel material inorganik secara sempurna, dapat muncul rongga-rongga tak selektif yang juga dapat menurunkan selektivitas membran. Material inorganik yang dapat digunakan pada membran matriks campuran antara lain zeolit, carbon molecular sieve sieve (CMS), logam oksida nano (Dorosti dkk., 2011), silika, dan carbon nanotubes nanotubes (Zornoza dkk., 2010). Penelitian mengenai membran matriks campuran dengan material inorganik berbahan dasar zeolit telah dilakukan oleh Gur (1994) dan Dorosti dkk. (2011). Gur (1994) menggunakan zeolit tipe 13X sedangkan Dorosti dkk. (2011) menggunakan zeolit tipe ZSM-5. Zeolit memiliki faktor pemisahan yang tinggi namun mahal dan getas (Gur, 1994). Penelitian mengenai membran matriks campuran dengan material inorganik berbahan dasar das ar silika telah dilakukan oleh Wahab dkk. (2011), Kim dan Marand (2008), Kim dan Marand (2005), dan Ahn dkk. (2008). Hasil dari penelitian penelitian tersebut disajikan pada Tabel II.5 di bawah ini. Wahab dkk. (2011)
B.1011.3.07
14
membuat membran matriks campuran polisulfon/ fumed fumed silica. silica. Hasil penelitian Wahab dkk. (2011) menunjukan bahwa penambahan fumed silica sebanyak silica sebanyak 0,1% berat dapat meningkatkan permeabilitas dan selektivitas dibandingkan dengan membran polisulfon murni. Penambahan fumed silica si lica lebih lebih lanjut mengakibatkan penurunan permeabilitas dan selektivitas. Pada penambahan fumed silica sebanyak 3%-berat dan 10%-berat terjadi aglomerasi partikel fumed partikel fumed silica sil ica seperti seperti yang ditunjukan oleh Gambar II.6 sehingga permeabilitas dan selektivitas membran lebih rendah dibandingkan dengan membran polisulfon murni (Wahab dkk., 2011). Pada penelitian ini, jenis membran yang dibuat berbeda denga penelitian lainnya, yaitu membran asimetrik. Hasil penelitian secara umum menunjukan bahwa permeabilitas pada membran asimetrik matriks campuran lebih tinggi dibandingkan dengan membran dense matriks dense matriks campuran. Tabel 2. 2 Hasil penelitian membran matriks campuran dengan material inorganik berbahan dasar dasar silika
Tipe silika
F umed silica
MCM-41
MCM-48
F umed silica
B.1011.3.07
Ukuran partikel
7 nm
80 nm
1 μm
11,1-13,3 nm
%-berat
0 0,1 3 10 0 10 20 40 0 10 20 %-volume 0 5 10 15 20
Permeabilitas (barrer) CO2 CH4 78,11 2,52 90,04 2,75 88,06 3,57 87,69 11,8 4,5 0,17 6,6 0,29 7,8 0,34 14,8 1 4,46 0,17 8,45 0,33
Selektivitas
31,05 32,74 24,64 7,43 23 23 23 15 25,88 25,47
18,21
0,77
23,58
6,3 7,7 9,3 12,9 19,7
0,22 0,29 0,38 0,62 1,1
29 27 25 21 18
Sumber
Wahab dkk., (2011) Kim dan Marand (2008) Kim dan Marand (2005)
Ahn dkk., (2008)
15
a
b
Gambar 2. 9 Hasil SEM membran polisulfon/fumed silica (a) 10%-berat fumed silika (b) 3%-berat fumed silika
Hasil penelitian Kim dan Marand (2008) menunjukan bahwa permeabilitas meningkat dengan penambahan MCM-41 dan selektivitas cenderung tetap sampai penambahan MCM-41 sebanyak 20%-berat. Pada penambahan MCM-41 sebanyak 40%-berat, permeabilitas meningkat dengan signifikan, baik untuk CO 2 maupun CH4 sehingga selektivitasnya menurun. Hasil penelitian Kim dan Marand (2005)
menunjukan
bahwa
penambahan
MCM-48
sampai
20%-berat
menghasilkan peningkatan permeabilitas secara signifikan dan sedikit penurunan pada selektivitas. Peningkatan permeabilitas secara signifikan terjadi karena terbentuknya jalur kontinu karena semakin banyaknya fasa permeabel pada membran.
Gambar 2. 10 Ilustrasi dari (a) jalur kontinu pada komposisi MCM-48 sebanyak 10% berat (b)jalur tak kontinu pada komposisi komposisi MCM-48 sebanyak sebanyak 20%-berat
Gambar 2.7 menunjukan ilustrasi dari jalur kontinu pada komposisi MCM-48 sebanyak 10%-berat dan jalur tak kontinu pada komposisi MCM-48 sebanyak
B.1011.3.07
16
20%-berat (Kim dan Marand, 2005). Pada komposisi MCM-48 10%-berat, partikel MCM-48 terletak berjauhan satu sama lain la in sehingga se hingga terbentuk jalur yang tidak kontinu untuk gas. Pada komposisi MCM-48 sebanyak 20%-berat, partikel MCM-48 terletak berdekatan karena jumlah partikel yang lebih banyak. Hal ini mengakibatkan terbentuknya jalur kontinu untuk perpindahan gas. Ahn dkk. (2008) membuat membran matriks campuran polisulfon-silika dengan ukuran partikel silika 11,1-13,3 nm. Silika yang digunakan adalah silika yang tak berpori. Membran dibuat dengan menggunakan metode evaporasi. Hasil penelitian menunjukan bahwa permeabilitas meningkat dan selektivitas menurun dengan peningkatan peningkatan komposisi silika. Permeabilitas gas meningkat karena adanya adanya peningkatan free volume karena terdapat molekul silika pada matriks membran. Selain karena rongga selektif, pada komposisi silika yang tinggi, peningkatan free peningkatan free volume volume terjadi juga karena terbentuknya juga rongga-rongga tak selektif antara polisulfon dan silika sehingga selektivitas CO2/CH4 mengalami penurunan. Peningkatan free volume dengan penambahan komposisi silika disajikan pada Gambar 2.8 di bawah ini (Ahn dkk., 2008).
Gambar 2. 11 Peningkatan free volume dengan penambahan komposisi komposisi silika sili ka
B.1011.3.07
17
2.4.
Membran Asimetrik
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Wahab dkk. (2011) diketahui bahwa struktur asimetrik pada membran matriks campuran dapat meningkatkan permeabilitas CO2. Lapisan selektif yang lebih tipis pada membran asimetrik menyebabkan tahanan perpindahan massa pada membran asimetrik lebih rendah daripada membran dense. dense. Membran asimetrik untuk pemisahan gas biasanya dibuat dengan metode inversi fasa yang dapat meliputi presipitasi dengan penguapan pelarut dan imersi presipitasi. Pada metode presipitasi dengan penguapan pelarut, polimer dilarutkan dalam solvent lalu dilakukan casting pada larutan polimer tersebut. Pelarut dibiarkan menguap secara perlahan-lahan, biasanya pada atmosfer inert, sehingga terbentuk membran dense. dense. Metode imersi presipitasi melibatkan tiga komponen dalam pembuatan membran, yaitu polimer, solvent , dan non- solvent . Langkahlangkah pembuatan membran flat dengan metode imersi presipitasi meliputi:
Persiapan larutan polimer, yaitu pencampuran polimer dengan solvent dengan solvent .
Casting larutan larutan polimer menggunakan casting knife knife pada lapisan support yang sesuai. Untuk pembuatan membran skala industri, lapisan support yang digunakan adalah bahan non-woven sedangkan untuk skala laboratorium, lapisan support lapisan support yang yang digunakan adalah pelat kaca.
Imersi lapisan polimer tersebut dalam non- solvent solvent di di bak kogulasi.
Pada metode imersi presipitasi, membran asimetrik terbentuk karena adanya dua mekanisme yang terlibat, yaitu difusi dan demixing . Difusi adalah petukaran solvent dan non- solvent pada lapisan polimer. Difusi mengakibatkan larutan polimer menjadi tidak stabil dan terjadinya demixing . Demixing adalah transisi kondisi cairan satu fasa menjadi cairan dua fasa. Proses demixing yang terjadi dengan adanya jangka waktu setelah casting menghasilkan membran dengan struktur toplayer yang yang tak berpori (Mulder, 1996).
B.1011.3.07
18
Metode presipitasi dengan pengupan pelarut disebut juga metode kering. Metode ini menghasilkan membran dengan lapisan toplayer yang dense dense dan tebal. Permeasi gas pada membran dengan struktur tersebut sangat rendah. Metode imersi presipitasi disebut juga metode basah. Metode ini menghasilkan membran dengan struktur toplayer yangsangat tipis dan memiliki banyak pori ( defect ) (Pinnau dan Koros, 1992). Untuk pemisahan gas, membran yang digunakan harus bebas defect karena defect dapat menurunkan selektivitas membran. Hasil SEM dari penampang lintang membran yang dibuat dengan metode kering dan metode basah disajikan pada Gambar II.9 di bawah ini (Pinnau dan Koros, 1992). a
b
Gambar 2. 12 Hasil SEM dari penampang penampang lintang membran yang dibuat dengan (a) metode kering (b) metode basah
Untuk menghasilkan membran asimetrik yang baik untuk pemisahan gas, Pinnau dan Koros (1992) mengajukan metode kering/basah. Metode kering basah adalah metode yang menggabungkan evaporasi pelarut dan imersi pada bak koagulasi. Pada metode kering/basah, digunakan dua jenis solvent jenis solvent , yaitu solvent yaitu solvent yang yang mudah menguap dan solvent yang lebih sulit menguap. Daftar solvent yang dapat digunakan untuk pembuatan membran polisulfon disajikan pada Tabel 2.4 di bawah ini (Pesek dan Koros, 1993). Selain itu, ditambahkan juga non- solvent ke solvent ke dalam larutan polimer.
B.1011.3.07
19
Tabel 2. 3 Daftar solvent yang dapat digunakan digunakan untuk pembuatan membran membran polisulfon
Solvent Aseton Tetrahidrofuran 1,4-Dioksan Dimetilformamid Dimetilasetamid N-metilpirolidinon 2-pirolidinon
o
Titik didih ( C) 56,5 65,4 101,3 153 165,2 202 234
Setelah larutan polimer di-cast di atas pelat kaca, udara ditiupkan pada bagian atas larutan polimer sehingga solvent yang yang lebih mudah menguap akan menguap dan polimer akan terkonsentrasi pada bagian atas membran. Bagian yang kaya akan polimer inilah yang akan membentuk struktur toplayer dari membran. Langkah berikutnya adalah imersi membran pada bak koagulasi. Adanya non- solvent non- solvent pada pada larutan polimer mengakibatkan proses demixing terjadi secara cepat sehingga membentuk struktur berpori yang berfungsi sebagai sublayer. Jika non- solvent yang digunakan adalah air, maka diperlukan tahap pertukaran pelarut untuk mengurangi tegangan permukaan air di pori membran. Tingginya tegangan permukaan air dapat mengakibatkan pori pada lapisan porous sublayer mengalami tekanan yang kuat dan rusak. Jika pori-pori tersebut rusak, lapisan porous sublayer yang yang seharusnya memiliki tahanan perpindahan massa yang kecil akan berubah sifatnya menjadi seperti lapisan dense toplayer , yaitu memiliki tahanan perpindahan massa yang besar.
B.1011.3.07
20
BAB III RANCANGAN PENELITIAN
3.1.
Metodologi
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan komposisi silika yang optimum untuk membran pemisahan gas dengan struktur asimetrik dan pengaruh tekanan terhadap kinerja membran. Penelitian ini dimulai dengan percobaan pembuatan membran berbahan dasar polisulfon dan silika dengan metode kering/basah. Jenis membran asimetrik matriks campuran yang dibuat adalah flat sheet . Membran yang telah dibuat selanjutnya diuji kinerjanya menggunakan gas analyzer . Variasi percobaan terdiri dari tiga variasi komposisi silika pada proses pembuatan membran dengan penambahan PEG dan dua buah variasi komposisi silika pada proses pembuatan membran dengan koagulan berupa campuran DMAc dan air. Pengujian membran menggunakan lima variasi tekanan operasi untuk masing-masing membran yang dibuat. Hasil percobaan yang diperoleh dianalisis sehingga dapat ditentukan komposisi silika yang optimum serta pengaruh tekanan pada performa membran asimetrik matriks campuran untuk pemisahan gas. 3.2.
Percobaan
Pada bagian ini, alat dan bahan yang akan dipakai, prosedur percobaan, serta variasi percobaan akan dijelaskan. 3.2.1
Alat
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini berupa satu set alat pembuatan membran dengan cara casting dan dan satu set alat alat penentuan permeabilitas gas. Untuk membuat membran CA dengan cara casting digunakan digunakan alat-alat di bawah ini:
Timbangan digital
Gelas kimia 250 ml
B.1011.3.07
21
Stirer
Pelat kaca
Aluminium foil
Termometer
Bubble Flow Meter
Skema alat pengujian kinerja membran disajikan pada Gambar 3.1 di bawah ini.
FEED
Membran
PERMEAT
Bubble Flow
Disposal
CO2
N2
Gambar 3. 1 Skema alat pengujian kinerja membran
Gas CO2 dan N2 dengan laju alir tertentu dilewatkan pada membran flat sheet yang telah dibuat secara dead end . Laju alir gas di bagian permeat diukur. 3.2.2
Bahan
Bahan yang digunakan untuk persiapan membran adalah polisulfon, silika, tetrahidrofuran, N,N-Dimethylacetamide (DMAc), etanol, polietlenglikol (PEG),
B.1011.3.07
22
dan air. Silika yang digunakan berukuran 12 nm. Aseton dan DMAc digunakan sebagai solvent sebagai solvent yang yang lebih mudah menguap dan solvent yang yang lebih sulit menguap dalam pembuatan membran. Etanol dan air digunakan sebagai non- solvent non- solvent . Metanol digunakan untuk penggantian pelarut yang menurunkan tekanan permukaan air. Gas yang digunakan untuk menguji kinerja membran adalah CO 2 dan N2 dengan kemurnian tinggi. 3.2.3
Prosedur Percobaan
Prosedur pembuatan membran asimetrik matriks campuran disajikan pada Gambar 3.2 di bawah ini.
Mulai
Mulai
Silika
Campurkan polisulfon dengan campuran THF, PEG, etanol, dan DMAc Aduk larutan polimer sampai homogen
Campurkan larutan polimer dan silika
Aduk campuran polisulfone dan silika
Biarkan membran selama 5 detik
Masukan pelat kaca ke dalam air selama 1 hari
Masukan membran ke dalam metanol selama 2 jam
Keringkan membran dengan cara diangin-angin selama 1 hari
Cast membran pada pelat kaca Selesai
Gambar 3. 2 Prosedur pembuatan membran dengan penggantian pelarut
Prosedur pengujian kinerja membran matriks campuran disajikan pada Gambar 3.3
B.1011.3.07
23
Mulai
Pasangkan lembaran membran pada alat uji
Ya
Alirkan CO2 dan dan N2 Tekanan ditentukan
Ambil data permeat gas gas Ya
Dibutuhkan variasi tekanan?
Dibutuhkan pengujian membran dengan formulasi lain?
Tidak
Tidak
Selesai Matikan aliran gas
Gambar 3. 3 Prosedur pengujian kinerja membran matriks campuran
3.2.4
Variasi
Variasi komposisi silika pada proses pembuatan membran asimetrik matriks campuran disajikan pada Tabel 3.1 di bawah ini. Komposisi yang digunakan adalah komposisi untuk membuat membran asimetrik polisulfon yang telah dioptimasi oleh Pesek dan Koros (1993). Membran yang diperoleh dari masingmasing komposisi larutan casting di atas diuji kinerjanya pada berbagai tekanan umpan. Umpan yang digunakan adalah gas CO 2 dan N2. Tekanan umpan yang digunakan pada percobaan ini adalah 1-2 bar.
B.1011.3.07
24
Tabel 3. 1Variasi komposisi silika pada proses pembuatan membran matriks campuran
Polisulfon (%-berat) 22
PEG400 (%-berat) -
Silika (%-berat) -
THF (%-berat) 31,8
DMAc (%-berat) 31,8
EtOH (%-berat) 14,4
Koagualan
22
5
0
31,8
31,8
9,4
Air
22 22 22 22 22
5 5 -
0,1 0,5 0 0,1 0,5
31,8 31,8 31,8 31,8 31,8
31,8 31,5 31,8 31,8 31,5
9,3 8,9 14,4 14,3 13,9
Air Air Dmac 25% Dmac 25% Dmac 25%
3.3.
Air
Intepretasi Data
Dari percobaan yang dilakukan akan diperoleh data kecepatan gas serta konsentrasi CO2 dan N 2 pada permeat. Dari data-data tersebut dapat diketahui fluks masing-masing gas dengan persamaan 3.1 di bawah ini.
(3.1)
Fluks gas CO2 dan N2 yang telah diperoleh selanjutnya digunakan untuk menghitung permeabilitas CO2 dan N2 dengan persamaan 3.2 di bawah ini.
(3.2)
Dari data permeabilitas CO2 dan N2 yang telah diperoleh dapat dihitung selektivitas membran dengan persamaan 3.3 di bawah ini.
B.1011.3.07
(3.3)
25
BAB IV PEMBAHASAN 4.1.
Ketebalan Membran
Pada percobaan yang dilakukan, diperoleh membran dengan ketebalan yang bervariasi. Data ketebalan membran untuk setiap variasi dapat dilihat pada tabel 4.1. Tabel 4. 1 Tebal Membran Tebal (cm) Psf
PEG5Si0
PEG5Si0,1
PEG5Si0,5
CoagSi0
CoagSi0,1
CoagSi0,5
0,00865
0,0217
0,01735
0,02125
0,017
0,0255
0,0209
Perbedaan ketebalan yang cukup jauh disebabkan oleh proses pencetakan membran. Proses pencetakan membran dilakukan secara manual dengan tangan. Meskipun alat casting sudah diberi pembatas selotip dengan ketebalan tertentu, tetapi itu tidak menjadi jaminan ketebalan membran bisa seragam. Kecepatan dan kekuatan dalam mencetak membran sangat berpengaruh terhadap ketebalan membran. Semakin kuat dalam menekan kaca dan cepat dalam meratakan bahan membran maka membran yang dihasilkan semakin tipis.
4.2.
Permeabilitas Gas
Pengukuran permeabilitas gas dilakukan pada setiap variasi membran yang telah dibuat. Gas yang digunakan adalah nitrogen (N 2) dan karbondioksida (CO 2). Gas dari tabung dialirkan menuju flow meter sebelum diukur tekanan umpan. Laju alir dibuat seragam untuk setiap run yaitu run yaitu 10 cm 3/s. Sedangkan tekanan umpan diatur antara 1-1,8 barg. Tekanan permeat diatur pada tekanan lingkungan (1 bar). Pertama dialirkan gas N2 murni dan diukur laju di permeat dengan menggunakan bubble soap meter . Setelah diperoleh laju alir permeat gas N2, dilakukan percobaan dengan menggunakan gas CO2. Percobaan dengan menggunakan gas N 2
B.1011.3.07
26
dilakukan di awal karena untuk menghindari kemungkinan plastisasi gas CO 2 terhadap membran. Permeabilitas CO2 dan N2 yang diperoleh dari percobaan dengan penambahan PEG dan silika dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan 4.2. Permeabilitas yang dihasilkan oleh masing-masing membran cukup besar jika dibandingkan hasil dari peneliti lain. Membran yang dibuat diharapkan bi sa membentuk dense, tetapi jika dilihat dari permeabilitas gas yang dihasilkan maka membran yang terbentuk adalah membran berpori. Dengan demikian proses pemisahan membran bukan berdasarkan solution-diffusion solution-diffusion tetapi knudsen diffusion. diffusion. Membran tidak menjadi asimetrik karena proses pencampuran yang masih belum homogen. Akibatnya aditif dan pelarut yang dicampurkan belum sepenuhnya homogen dengan polisulfon. Pencampuran yang tidak sempurna menyebabkan men yebabkan perpindahan pelarut semakin cepat sehingga terbentuk defect yang yang semakin banyak. Permeabilitas CO2 mengalami kenaikan ketika tekanan umpan dinaikkan. Hal itu disebabkan laju permeat yang naik karena driving force semakin force semakin besar. Membran dengan penambahan PEG memiliki permeabilitas CO 2 yang paling rendah. PEG yang menjadi aditif pada pembuatan membran seharusnya memperbesar permeabilitas
gas.
Tetapi
jika
dibandingkan
dengan
polisulfon
murni
permeabilitas gas pada membran PEGSi0 mengalami penurunan. PEG yang dicampurkan menjadi coating atau atau menjadi penutup pori pada membran sehingga mengurangi permeabilitas gas. Membran dengan penambahan silika mengalami kenaikan permeabilitas dibandingkan dengan membran PEGSi0. Silika yang ditambahkan sebanyak 0,1% menyebabkan membran memiliki permeabilitas yang paling tinggi dibandingkan membran lain. Kemungkinan defect pada membran semakin besar. Tujuan penambahan silika sebagai coating tidak sesuai dengan yang diharapkan. Jumlahnya yang terlalu sedikit menyebabkan silika tidak bisa merata di permukaan membran. Pengaruh jumlah dapat dilihat pada membran dengan penambahan 0,5% silika. Semakin banyak silika yang ditambahkan maka permeabilitas membran semakin turun.
B.1011.3.07
27
3000
) 2500 U P G ( 2000 s a t i 1500 l i b a e 1000 m r e P 500
Psf PEG0 PEG0,1 PEG0,5
0 0
0,5
1
1,5
2
∆P (bar)
Gambar 4. 1 Permeabilitas Gas CO2 terhadap Tekanan pada Membran dengan Aditif PEG400
2500
) U2000 P G ( s 1500 a t i l i b1000 a e m r e 500 P
Psf PEG0 PEG0,1 PEG0,5
0 0
0,5
1
1,5
2
∆P (bar)
Gambar 4. 2 Permeabilitas Gas N2 terhadap Tekanan pada Membran dengan Aditif PEG400
Sementara itu permeabilitas gas CO2 dan N2 yang melewati membran dengan koagulan DMAc DMAc dapat dilihat pada Gambar 4.3 dan 4.4. Permeabilitas gas pada membran CoagSi0 lebih rendah dibandingkan dengan membran polisulfon murni. Hal
itu
disebabkan
B.1011.3.07
membran
yang
terbentuk
semakin
dense. dense.
Dengan
28
menggunakan pelarut sebagai koagulan maka proses demixing semakin lambat sehingga jumlah finger void menurun sehingga permeabilitas semakin rendah (Mansoori, et al, 2011). Selain itu penambahan silika pada larutan mengakibatkan permeabiltas gas pada membran mengalami kenaikan jika dibandingkan dengan membran CoagSi0. Penambahan zat inorganik mampu mengganggu rantai polimer sehingga membran yang ditambahkan silika memiliki free volume volume yang lebih besar (Zhenjie, et al, 2002). Tetapi dengan penambahan silika yang semakin besar permeabilitas gas semakin menurun. Hal itu disebabkan silika menjadi penutup bagi pori membran. membran. 4500 4000
) U3500 P G ( 3000 s a2500 t i l i 2000 b a e 1500 m r e 1000 P
Psf Coag0 Coag0,1 Coag0,5
500 0 0
0,5
1
1,5
2
∆P (bar)
Gambar 4. 3 Permeabilitas Gas CO2 terhadap Tekanan pada Membran dengan Koagulan 25% DMAc
B.1011.3.07
29
4000 3500 ) U3000 P G ( 2500 s a t i 2000 l i b a e 1500 m r e 1000 P
Psf Coag0 Coag0,1 Coag0,5
500 0 0
0,5
1
1,5
2
∆P (bar)
Gambar 4. 4 Permeabilitas Gas N2 terhadap Tekanan pada Membran dengan Koagulan 25% DMAc
Dari gambar 4.1-4.4 diketahui bahwa permeabilitas pada membran yang menggunakan pelarut sebagai koagulan lebih tinggi dibandingkan dengan membran yang menggunakan aditif PEG. Penyebab utamanya yaitu defect yang terbentuk di permukaan lebih banyak terjadi pada membran yang menggunakan koagulan. Defect koagulan. Defect pada pada membran terjadi karena pelarut masih ada yang tertinggal tert inggal dalam membran sehingga ketika disimpan terlalu lama pelarut menguap. 4.3.
Selektifitas Membran
Secara umum membran yang telah dibuat memiliki selektifitas yang rendah. Hal disebabkan membran yang terbentuk bukan membran asimetrik atau pun membran dense. dense. Peneliti lain menyebutkan menyebutkan selektifitas CO2/N2 berada di kisaran 20-30. Sedangkan membran yang telah dibuat memiliki selektifitas sebesar 1-2. Perbedaan yang cukup jauh ini disebabkan permeabilitas yang diperoleh cukup besar. Semakin tinggi permeabilitas maka selektifitas semakin menurun. Untuk mengetahui efek dari penambahan PEG dan pemakaian DMAc sebagai koagulan maka dibuat membran polisulfon murni.
B.1011.3.07
30
Pada gambar 4.5 dapat dilihat bahwa selektifitas membran turun ketika ada penambahan PEG. PEG menjadikan membran semakin elastis sehingga selektifitas semakin turun. Sementara itu penambahan silika menyebabkan selektifitas semakin naik. Hal ini dapat dilihat pada membran PEGSi0 dan PEGSi0,1. Selain itu dapat dilihat bahwa penambahan jumlah silika tidak mempengaruhi selektifitas membran. Pada membran yang menggunakan koagulan DMAc diperoleh selektifitas yang tidak jauh berbeda dengan membran yang menggunakan aditif PEG. Selektifitas membran yang menggunakan koagulan DMAc dapat dilihat pada gambar 4.6. Penggunaan koagulan mengakibatkan defect di permukaan membran semakin meningkat sehingga selektifitas membran semakin turun. Penambahan pelarut dalam koagulasi mencegah terbentuknya skin terbentuknya skin layer. Semakin layer. Semakin tipis skin layer yang terbentuk
maka
menyebabkan
selektifitas
selektifitas
menurun.
semakin
Sementara
turun.
itu
Semakin
penambahan banyak
silika
silika yang
ditambahkan maka defect yang yang terbentuk semakin banyak
2,5 2
s a a1,5 t i f i t k e 1 l e S
Psf PEG0 PEG0,1 PEG0,5
0,5 0 0
0,5
1
1,5
2
∆P (bar) Gambar 4. 5 Selektifitas CO2/N2 pada Membran dengan Aditif PEG dan Silika
B.1011.3.07
31
2,5 2
s a a 1,5 t i f i t k e 1 l e S
Psf Coag0 Coag0,1 Coag0,5
0,5 0 0
0,5
1
1,5
2
∆P (bar) Gambar 4. 6 Selektifitas CO2/N2 pada Membran dengan Koagulan DMAc 25%
B.1011.3.07
32
BAB V PENUTUP
5.1.
Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
Membran yang terbentuk dari percobaan ini adalah membran berpori.
Permeabilitas gas yang dihasilkan jauh lebih besar dibandingkan dengan data literatur.
Penggunaan silika pada penelitian ini memberikan permeabilitas yang paling baik pada jumlah silika sebesar 0,1%.
Membran yang divariasikan memiliki selektifitas yang lebih rendah dibanding polisulfon murni.
5.2.
Saran
Variasi percobaan diperbanyak dengan mempersempit satu variabel.
Waktu penyimpanan membran disamakan untuk tiap variasi.
Penggunaan alat casting bisa diatur sehingga ketebalan membran lebih seragam.
Penggunaan bubble soap flow meter yang lebih kecil sehingga mampu mengukur laju alir yang rendah
Pengguanaan gas campuran sebagai gas uji.
B.1011.3.07
33
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG
Nama
SINGKATAN CO2 Karbon dioksida DMAc N,N-Dimethylacetamide PEG Polietilen glikol THF Tetrahidrofuran LAMBANG J Di Si L ∆ pi Qi A Pi l α
B.1011.3.07
Laju alir gas yang melewati membran (fluks) Koefisien difusi molekul gas i Koefisien kelarutan gas i Ketebalan lapisan membran Perbedaan tekanan parsial gas i Laju alir volumetrik gas i Luas permukaan membran Permeabilitas gas i Tebal membran Selektivitas
34
DAFTAR PUSTAKA
1. Ahn, J., Chung, W. J., Pinnau, I., Guiver, M. D., (2008), Polysulfone/silica nanoparticle mixed-matrix membranes for gas separation, Journal of Membrane Science, Science, 314, 123-133. 2. Baker, R. W. 2004. Membrane Technology and Applications 2 nd ed . John Wiley & Sons, Chichester 3. Bhardwaj, V., Machintosh, A., Sharpe, I. D., Gordeyev, S. A., Shilton, S. J., (2003), Polysulfone hollow fiber gas separation membranes filled with submicron particles, Ann. particles, Ann. N. Y. Acad. Sci. Sci.,, 984, 318-328. 4. Bhide, B.D., Voskericyan, A., Stern, S.A., (1997), Hybrid processes for removal of acid gases gases from natural gas, Journal gas, Journal of Membran Science, Science , 140, 27-49. 5. Bos, A., Punt, I. G. M., Wessling, M., Strathmann, H., (1998), CO 2-induced plasticization phenomena in glassy polymers, Journal of Membrane Science, Science, 155, 57-78. 6. Boyars, Brian. Kathy Conley dan Saleh Wazirudin. Gas Separation by Membrane Permeation. 7. Brunetti A., F.Scura,G.Barbieri, E.Drioli.2009.Membrane E.Drioli.2009 .Membrane technologies for CO2 separation. Elsevier. 8. Dorosti, F., Omidkhah, M. R., Pedram, M. Z., Moghadam, F., (2011), Fabrication and characterization of polysulfone/poliimide-zeolite mixed matrix membrane for gas separation, Chemical Engineering Journal , 171, 1469-1476. 9. Dortmundt, David dan Kishore Doshi. 1999. Recent Developments in CO2 Removal Membrane Technology. Illinois. Technology. Illinois. 10. Gorgojo, P., Uriel, S., Tellez, C., Coronas, J., (2008), Development of mixed matrix membranes based on zeolite Nu-6(2) for gas separation, Microporous and Mesoporous Materials, Materials, 115, 85-92. 11. Gur, T. M., (1994), Permselectivity of zeolite filled polysulfone gas separation membranes, Journal membranes, Journal of Membranes Science, Science, 93, 283-289. 12. Hadi Wibowo, Triyo. Triyo . Studi karakterisasi polyimide membranes, polyethersulfone – polyimide polyimide composite membranes, dan polyethersulfone – zeolite mixed matrix membranes untuk pemurnian biogas. biogas. Semarang Semarang 13. Hoffman, E.J.2003. Membrane Membrane Separations Technology. Elsevier Science & Technology Books 14. Jintong, Li, Shichang Wang , Kazukiyo Nagai , Tsutomu Nakagawa, Albert W-H Mau.1997. Effect of polyethyleneglycol (PEG) on gas permeabilities and permselectivities permselectivitie s in its cellulose acetate (CA) blend membranes. Elsevier membranes. Elsevier 15. Kapantaidakis, G.C., Koops G.H., Wessling M., Kaldis S. P. and Sakellarodoulos G. P .2003 . .2003. CO2 Plasticization Of Polyethersulfone/Polyimide Gas-Separation Membranes. AIChE Journal 16. Kim, S., Marand, E., (2005), Polusulfone and Mesoporous Molecular Sieve MCM-48 Mixed Matrix Membranes for Gas Separation, Chemical Materials, 18, 1149-1155
B.1011.3.07
35
17. Kim, S., Chen, L., Johnson, J. K., Marand, E., (2007), Polysulfone and functionalized carbon nanotube mixed matrix membranes for gas separation: theory and experiment, Journal experiment, Journal of Membrane Science, Science, 294, 147-158. 18. Kim, S., Marand, E., (2008), High Permeability nano-composite membranes based on Mesoporous MCM-41 Nanoparticles in a Polysulfone Matrix, Microporous and Mesoporous Materials, Materials, 114, 129-136. 19. Kohl, A., Nielson, R., (1997), Gas Purification 5 th ed., Gulf Publishing. 20. Koros, William. Imona C. Omole, Dhaval A. Bhandari, Stephen J. Miller. 2010. Toluene Impurity Effects on CO 2 Separation using a Hollow Fiber Membrane For Natural gas. gas. Elsevier. Atlanta 21. Koros, William J, John D wind, Donald R Paul .2003. 2003. Natural Gas Permeation in Polyimide Membranes.Elsevier. Membranes.Elsevier. 22. Koros, W.J., Mahajan, R., (2000), Pushing the limits on possibilities for large scale gas separation: which strategies?, Journal strategies?, Journal of Membran Science Membran Science,, 175, 181-196. 23. Mulder, M., (1996), Basic Principles of Membran Technology, Kluwer Academic Publishers, The Netherlands. 24. Pesek, S. C., Koros, W. J., (1993), Aqueous quenched asymmetric polysulfone membranes prepared by dry/wet phase separation, Journal of Membrane Science, Science, 81, 71-88. 25. Pinnau, I., Koros, W. J., (1992), Influence of quench medium on the structure and gas permeation properties of polysulfone membranes made by wet and dry/wet phase inversion, Journal inversion, Journal of Membrane Science, Science, 71, 81-96. 26. Scholes, C.A., Kentish, S.E., Stevens, G.W., (2008), Carbon Dioxide Separation through Polymeric Membran Sistems for Flue Gas Application, Recent Patents on Chemical Engineering, I, 52-66. 27. Wahab, M. F. A., Ismail, A.F., Shilton, S.J., (2011), Studies on gas permeation performance of asymmetric polysulfone hollow fiber mixedmatrix membranes using nanosized fumed silica as fillers, Separation and Purification Technology. Technology. 28. Zornoza, B., Irusta, S., Tellez, C., Coronaz, J., (2009), Mesoporous silica sphere-polysulfone mixed matrix membranes for gas separation, Langmuir Article, Article, 25, 5903-5909. 29. Zornoza, B., Esekhile, O., Koros, W. J., Tellez, C., Coronas, J., (2010), Hollow silicate-1 sphere-polymer mixed matrix membranes for gas separation, Separation and Purification Technology , 77, 137-145.
B.1011.3.07
36
LAMPIRAN A MATERIAL SAFETY DATA SHEET A.1
Polisulfon Polisulfon
Synonyms Molecular formula Appearance Physical State Melting point Boiling point Specific gravity Flash Point Autoignition Temperature Decomposition Temperature Solubility Stability Personal Protective Equipment
B.1011.3.07
General PSF; Polysulfone resin Polymer Physical data Pellets -
Insoluble in water Product is Stable at typical use temperatures Splash goggles, Lab coat, Gloves and Dust respirator. Be sure to use an approved/certified respirator or equivalent.
37
A.2
Aseton
Aseton
Synonyms Molecular formula Physical state and appearance Melting point Boiling point Specific Gravity Flash point Explosion limits Autoignition temperature Water solubility Stability
Personal protection
B.1011.3.07
General 2-propanone; Dimethyl Ketone; Dimethylformaldehyde; Pyroacetic Acid C3H6O Physical data Liquid
-95,35 oC 56,2 oC 0,79 CLOSED CUP: -20°C; OPEN CUP: -9°C 2,6-12,8 % 465 oC Easily soluble in cold water, hot water Stability: The product is stable. Conditions of Instability: Excess heat, ignition sources, exposure to moisture, air, or water, incompatible materials. Incompatibility Incompatibility with various substances: substances: Reactive with oxidizing agents, reducing agents, acids, alkalis. Corrosivity: Non-corrosive in presence of glass. Polymerization: Will not occur. Splash goggles. Lab coat. Vapor respirator. Be sure to use an approved/certified respirator or equivalent. Gloves.
38
A.3
N,N-Dimethylacetamide
N,N-Dimethylacetamide
Synonyms
Molecular formula Physical State Melting point Boiling point Specific gravity Flash Point Autoignition Temperature Decomposition Temperature Solubility
Stability Personal Protective Equipment
B.1011.3.07
General Acetimethylamide; Acetic acid, dimethylamide; Dimethyl acetamide; Dimethylacetone amide; Dimethylamide acetate; DMA; DMAc C4-H9-N-O Physical data Liquid -18.59°C 163°C (325.4°F) 0.9429 CLOSED CUP: 66°C (150.8°F). OPEN CUP: 70°C (158°F). 490°C
Soluble in cold water, diethyl ether, acetone. Soluble in Benzene, alcohol. Miscible in most organic solvents. Miscible with aromatic compounds, esters, ethers, ketones. The product is stable Gloves. Lab coat. Vapor respirator. Be sure to use an approved/certified respirator or equivalent. Wear appropriate respirator when ventilation is inadequate. Splash goggles.
39
A.4
Air Air
Synonyms Molecular formula Physical state and appearance Boiling point Specific Gravity Stability
Personal protection A.5
General Dihydrogen oxide H2O Physical data Liquid
100 oC 1 Stable
Safety glasses. Lab coat.
Etanol Etanol
Synonyms
Molecular formula Physical State Melting point Boiling point Specific gravity Flash Point Autoignition Temperature Decomposition Temperature Solubility Stability Personal Protective Equipment
B.1011.3.07
General Ethyl Alcohol; Ethyl Hydrate; Ethyl Hydroxide; Fermentation Alcohol; Grain Alcohol; Methylcarbinol;Molasses Alcohol C2-H6-O Physical data colorless clear liquid -114,1°C 78o C 0,79 16,6o C 363o C
Miscible Stable under normal temperatures and pressures Use explosion-proof ventilation equipment. Facilities storing or utilizing this material should be equipped with an eyewash facility and a safety shower. Use adequate general or local exhaust ventilation to keep airborneconcentrations below the permissible exposure limits.
40
A.6
Metanol
Metanol
Synonyms Molecular formula Physical State Melting point Boiling point Specific gravity Flash Point Autoignition Temperature Solubility Stability Personal Protective Equipment
B.1011.3.07
General Wood alcohol, Methanol; Methylol; Wood Spirit; Carbinol CH3OH Physical data liquid -97.8°C 64.5°C 0,7915 CLOSED CUP: 12°C (53.6°F). OPEN CUP: 16°C (60.8°F). 464°C
Easily soluble in cold water, hot water. The product is stable. Splash goggles. Full suit. Vapor respirator. Boots. Gloves. A self contained breathing apparatus should be used to avoid inhalation of the product. Suggested protective clothing might not be sufficient; consult a specialist BEFORE handling this product.
41
A.7
Karbon dioksida Karbon dioksida
Synonyms Molecular formula Appearance Melting point Boiling point Density Density (lb/ft (lb/ft ) Flammability Stability A.8
General Carbonic acid gas; gas; Carbonic anhydride; Carbonic oxide; Carbon oxide CO2 Physical data colourless odourless gas -78,5 oC -78,55 oC 0,114 0,114 Non-flammable Stable at normal temperatures and pressure
Nitrogen Nitrogen
Synonyms Molecular formula Appearance Melting point Boiling point Density Density (lb/ft (lb/ft ) Flammability Stability
B.1011.3.07
General Nitrogen gas, Gaseous Nitrogen, GAN CO2 Physical data colourless odourless gas -209,9 oC -195,8 oC 0,072 0,072 Non-flammable Stable at normal temperatures and pressure
42
LAMPIRAN B SAFETY
B.1011.3.07
43
B.1011.3.07
44
B.1011.3.07
45
