HUMIDIFIKASI HUMIDIFIKASI DAN DEHUMIDIFIKASI DEHUMIDIFIKASI
I. TUJUAN TUJUAN PERCO PERCOBAAN BAAN 1.1.Meng 1.1.Menguk ukur ur tempera temperatur tur humidi humiditi ti baik baik temper temperatu aturr bola bola basah basah maupun maupun temperatur bola kering; 1.2.Mencari selisih humiditi sebelum dan sesudah masuk kolom humidifkasi
II. II. DASAR DASAR TEO TEORI RI Dalam pemrosesan bahan sering diperlukan untuk menentukan uap air dala dalam m
alir aliran an gas. gas. Oper Operas asii
ini ini
dik dikenal enal seba sebaga gaii
pros proses es humi humidi difk fkas asi. i.
Sebali Sebalikny knya, a, untuk untuk mengur mengurang angii uap air dalam dalam aliran aliran gas sering sering disebu disebutt proses dehumidifkasi. Dalam humidifkasi, kadar uap air dapat ditingkatkan dengan melewatkan aliran gas di atas cairan yang kemudian akan menguap ke dalam aliran gas. erpindahan ke aliran utama berlangsung dengan cara di!usi dan pada perbat perbatasa asan n "inter "inter!ac !ace# e# perpin perpindah dahan an panas panas dan massa massa yang yang berlang berlangsun sung g terus terus meneru menerus, s, sedang sedangka kan n dalam dalam dehumi dehumidif difkas kasii dilak dilakuka ukan n konde kondensa nsasi si "pen "penge gemb mbun unan an## dibuang. enggunaan aan
pars parsia iall yang
dan dan
uap uap
apling ing
yang yang terk terkon onde dens nsas asii luas
dari
proses
"ter "terhu hubu bung ngka kan# n#
humidifk ifkasi
dan
dehumi dehumidif difkas kasii menyan menyangk gkut ut system system udara$ udara$air air.. %ontoh %ontoh paling paling sederh sederhana ana adalah pengeringan padatan basah dengan pengurangan ¨ah kandungan air air seba sebaga gaii tu&u tu&uan an utam utama a dan dan dehu dehumi midi difk fkas asii alir aliran an gas gas seba sebaga gaii e!ek e!ek sampingan. emak emakai aian an '% dan dan
peng pengri ring ngan an gas gas
&uga &uga mengg enggun unak akan an pros proses es
humidifkasi dan dehumidifkasi. Sebagai contoh kandungan uap air harus dihila dihilangk ngkan an dari dari gas klor klor basah, basah, sehing sehingga ga gas ini bias bias diguna digunakan kan pada pada peralatan dari ba&a untuk menghindari korosi. Demikian &uga pada proses pembuatan asam sul!at, gas yang digunakan dikeringkan "dehumidifkasi# sebelum masuk ke kon(ertor bertekanan yaitu dengan &alan melewati pada bahan yang meresap air "dehydrating agent#, seperti silikagel, larutan asam sul!at pekat, dan sebagainya. %ontoh proses humidifkasi adalah pada menara pendingin, air panas dialirk dialirkan an berlawa berlawanan nan arah arah dengan dengan media media pendin pendingin gin yaitu yaitu udara. udara. &enuh &enuh
dikontakkan dengan air dingin. *as yang meninggalkan system mempunyai humiditas dan temperature yang berbeda, dan proses ini adalah proses adiabatic, yaitu tidak ada panas yang ditambahkan atau dihilangkan kea tau dari system. 'ir yang disirkualsi akan ditambah denagn air tambahan " make up#. +emperature air yang disirkulasi akan mencapai temperature adiabatic
"+s#. &ika gas yang masuk pada temperature + mempunyai humiditas tak &enuh, maka +s akan semakin rendah dari +. &ika kontak gas yang amsuk dan semprotan air cukup untuk men&adikan gas dan cairan setimbang "sebagai hasil di!usi dan perpindahan panas antara gas dan cairan#, udara yang meninggalkan system akan &enuh pada +s dan mempunyai humiditas &enuh &uga. Temperatur bola basa
umiditas gas-udara akan naik bila gas dialirkan di atas-mulai cairan karena penguapan cairan. +emperatur cairan akan turun di bawah temperatur gas dan panas akan berpindah dari gas ke cairan. ada kesetimbangan lau perpindahan panas dari gas akan menyeimbangkan panas yang dibutuhkan untuk menguapkan cairan dan cairan dikatakan pada temperatur bola basah. a&u temperatur ini dicapai tergantung temperatur awal dan la&u aliran gasyang memulai air proses dengan la&u alir gas yang besar dan permukaan air yang kecil hampir tidak mengubah humiditas. a&u dari perpindahan panas dari gas ke cairan dirumuskan sebagai berikut/ 0
h ' (( $ 3#.............................................................
4.5
Dengan, 0
la&u panas
h
koefsen perpindahan panas
temperatur gas
W
= temperatur cairan.
+emperatur bola basah 3 tergantung pada temperatur dan humtditas gas dan niiainya dari buku ditentukan untuk kecepatan gas relati! tinggi.
konsentrasi "%6 $ %#, adalah konsentrasi di permukaan dan c konsentrasi uap di aliran gas. a&u penguapan ditulis/ MW
3
hD' "%o $ c# "h D'#
RT
"w6 $w# .......... .
4.16
Dengan, hD
koefsien perpindahan massa
+ekanan persial w dan w6 dapat diganti dengan ae dan aew pada persamaan 4.7 dan 4.8. 9ika w dan wo relati! kecil dibandingkan , " $ w# dan " $ w6# dapat diganti dengan tekanan parsial rata$rata dari gas ', dan didapatkan/ !
" DA #ae$ $ ae% M!&RT ' (AMA M$
DA(A "aew $ ae#
........................................ ).**
De+,a+( A
rnassa &enis "density# pada tekanan parsial '
erpindahan panasyang dibutuhkan untuk mempertahankan la&u penguapan adalah/ 0
hD'(' "aew - as) λ
...............................................
4.12
Dengan, λ
panas laten penguapan cairan
9adi, persamaan 4.5 dan 4.12/ "ae $ aew# $"h-hDp' λ# (θ- θw#......................................
4.14
h dan hD keduanya tergantung ketebalan flm dari kesamaan gas, karenanya pengurangan pada tekanan sebagai hasil kenaikan kecepatan gas akan menaikkan h dan ho$ ada temperatur normal "h-h D# tidak tergantung pada kecepatan gas lebih dari : m-detik. ada keadaan ini perpindahan panas
+emperatur bola basah 3 tergantung pada temperatur dan humiditas gas dan nilainya dari buku ditentukan untuk kecepatan gas relati! tinggi. erbandingan "h-hD# adalah konstan. ntuk sistem udara air, perbandingan "h-hD-0'# adalah sekitar 1.6 <&-kg <, sebagai tambahan bola basah ini dapat dicari dari grafk temperatur humiditas. Contoh 1
Suatu campuran 76 =% "1>6 =?# dilewatkan melalui bola basah, temperatur bola basah
yang diperoleh 25,: =%.
@erapa humiditas
campuranA Penyelesaian
*unakan grafk humiditas *eankoplisB +arik garis w 5,: =%! "1# sampai memotong garis &enuh 166C, kemudian diikuti garis pendingin adiabatik atau garis &enuh adiabatik "2# sampai memotong garis temperatur bola kering 76 =% "4#. Dari perpotongan garis tersebut dihubungkan ke arah kanan "># untuk mendapatkan campuran yaitu 6,614: kg 26-kg udara kering, lihat diagram peraga berikut ini.
Contoh 2
dara pada temperatur 2: =% dan humiditas 6.616 kg 26-kg udara keringdipanaskan men&adi 86 =%. @erapa temperatur bola basah sebelum dan sesudah pemanasanA Penyelesaian
+arik garis dari humiditi 6,61 "1# ke kiri sampai berpotongan dengan garis temperatur 2: =% "2#, kemudian dari titik perpotongan tersebut ditarik garis &enuh adiabatik "4# sampai memotong, 166C &enuh. Selan&utnya, dihubungkan ke bawah "># sehingga diperoleh temperatur bola basah sebelum pemanasan "+1# 1E =%. Dengan cara yang sama, pada temperatur 86 =% akan diperoleh temperatur bola basah sesudah pemanasan "+2# 41,: =%. ihat diagram peraga di bawah ini.
*rafk psikrometrik ini, pada dasarnya, digunakan untuk mengetahui hubungan temperatur$humiditas dan entalpi$humiditas. *rafk temperatur humiditas umiditas untuk bermacam$macam harga humiditas relati! dalam persen, untuk gas &enuh / Pwo
aeo
P − Pwo
Mw
.
MA
FFFFFFFFFFFFFFFFF.. 4.1>
dari persamaan 1 dan 4 humiditas relati! dalam persen G adalah / aeo aeo ( Z / 100 ) .
P − Pwo
(
P − ZwoP / 100
)
•
Holum spesifk gas kering adalah sebagai !ungsi linier dari temperatur.
•
Holum dalam keadaan &enuh ini naik sangat cepat karena ¨ah kandungan uap dan (olum spesifk gas kering naik sesui dengan kenaikan temperatur. ada temperatur tertentu (olum humiditas berubah cecara linier terhadap humiditas, sehingga (olume dari gas tak &enuh dapat ditentukan dengan peman&angan.
•
anas laten penguapan dalam grafk panas humid digambarkan sebagai absis dan humiditas sebagai ordinat. *rafk berikut dapat digunakan untuk mencari humiditas dan temperatur bola
basah dengan temperatur dan humiditas relati! diketahui. umiditas relati! dapat diketahui dengan menggunakan VAISALA o !umi"iti Inst#umen$ *rafk temperatur$hiIhumiditi untuk sistem udara$air
Sumber/ %hemical Jngineering. %oulson (olume one
Gambar diagram psikrometrik untuk tekanan atmosfir
Sumber, +ermodinamika +eknik, Keynold, 3.% *rafk entalpi$humiditi Dalam "re!erensi# yang entalpi dianggap nol.
a L w . ae..........................................................
4.17
a
%a ( - &% ).......................................................... .
4.18
w
%w ( - '% ) λ ..................................................
4.1E
"%a L . %w# - 6O# L e $ λ
( - % )S ae$ λ.....................................................
4.15
*rafk di bawah ini dapat digunakan untuk mencari entalpi dengan mengetahui temperatur dan humiditasnya. *ambar grafk humiditi$entlapi untuk sistem udara$uap air.
Contoh 1
+emperatur bola kering dan tt/ embun udara yang masuk ke alat pengeringan adalah 146 =? dan 76 =? dengan menggunakan grafk humiditas carilah/ a. umiditas aktual. b. +emperatur bola basah. c. umiditas &enuh. d. ersent humiditas. e. anas humid. !.
Holume humid.
