BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Peran dan Prinsip Kerja Menara Pendingin (Cooling Tower)

Proses perpindahan panas merupakan salah satu proses yang sangat penting.

Perpindahan panas merupakan peristiwa yang dijumpai hampir dalam setiap operasi

dalam kegiatan teknik kimia. Salah satu perangkat yang menerapkan prinsip perpindahan

panas ini adalah menara pendingin (cooling tower).

Dari segi istilah menara pendingin (cooling tower) memiliki arti sistem

pendinginan kembali air yang digunakan pada water cooled condenser. Menara

pendingin (cooling tower) ini merupakan suatu sistem pendinginan dengan prinsip air

yang disirkulasikan. Air digunakan sebagai medium pendingin, misalnya pendingin

kondenser, AC (air conditioner), diesel generator maupun mesin-mesin lainnya. Jika air

mendinginkan suatu unit mesin maka hal ini akan berakibat air pendingin tersebut akan

naik temperaturnya, misalnya air dengan temperature awal ( T1 ) setelah digunakan

untuk mendinginkan mesin maka temperaturnya berubah menjadi ( T2 ). Disini fungsi

cooling tower adalah untuk mendinginkan kembali T2 menjadi T1 dengan blower / fan

dengan bantuan angin. Demikian proses tersebut berulang secara terus menerus.

Adanya sentuhan air dan udara serta evaporasi air di dalam menara pendingin

akan menurunkan temperatur air yang selanjutnya kembali disirkulasikan ke kondensor

mesin refrigerasi. Air penambah (make up water) digunakan untuk mengganti sejumlah

air yang menguap selama proses pendinginan di dalam menara pendingin. Selain

menggunakan menara pendingin, kondensor mesin refrigerasi bisa juga didinginkan

menggunakan air dari sungai, danau, ataupun laut. Yik dkk (2001). Menara pendingin

(cooling tower) umumnya digunakan untuk sistem pendinginan kondensor yang

menggunakan air. Cooling tower merupakan sistem heat exchanger fluida ke udara,

dimana umumnya zat yang didinginkan adalah fluida cair.

Proses pelepasan panas pada cooling tower mengandalkan pada volume air yang

banyak, serta evaporasi (penguapan air) dengan semburan fan. Cooling tower terbukti

mampu mengatasi panas jauh lebih baik daripada radiator, oleh karena itu pada skala

industri besar seperti mesin pabrik dan reaktor nuklir, pendinginannya harus

menggunakan cooling tower. Bahkan reaktor nuklir menggunakan volume air danau

untuk mendinginkannya.

Selama ini radiator adalah alat yang paling sering digunakan untuk mendinginkan

air pada sistem watercooling. Namun dalam dunia industri skala besar, radiator sudah

jarang digunakan. Pabrik-pabrik dan mesin industri lebih cenderung menggunakan

cooling tower. Ini membuktikan bahwa cooling tower lebih mampu mengatasi panas

dibanding radiator. Sistem radiator hanya mengandalkan pada volume air yang kecil dan

ini berbeda dengan sistem cooling tower yang mengandalkan pada volume air dalam

jumlah besar. Air dalam jumlah banyak akan lebih sulit untuk berubah temperaturnya,

sebagai contoh 100 liter air akan lebih lama mendidih dibandingkan dengan 10 liter air.

Jadi dengan kata lain, volume air yang banyak akan membuat temperatur sangat stabil.

3.2 Karakteristik Menara Pendingin (Cooling Tower)

Besarnya kemampuan transfer panas yang terjadi di dalam cooling tower

tergantung pada beberapa faktor antara lain :

1. Perbedaan suhu air masuk dan suhu wet bulb temperature udara saat itu.

2. Luas permukaan air yang kontak secara langsung dengan pergerakan udara.

3. Kecepatan relatif antara udara dan air.

4. Waktu terjadinya kontak antara air dan udara.

3.3 Manfaat Untuk Lingkungan

1. Pengurangan Limbah Padat

Untuk mencegah terjadinya pencemaran lingkungan dengan memanfaatkan kembali

barang yang seharusnya menjadi barang lain yang bernilai ekonomi.

2. Pengurangan Pencemaran Udara

Teknologi yang digunakan adalah teknologi lebih maju untuk peleburan besi, yaitu :

menggunakan induksi listrik pada tungku leburnya dengan keunggulannya dari

pemanas kokas yaitu mempunyai temperatur yang lebih tinggi serta waktu peleburan

yang lebih pendek sehingga dihasilkan kualitas leburan baik dengan kandungan

karbon yang lebih rendah dan jumlah produk leburan besi per hari dapat meningkat.

Cooling tower untuk memaksimalkan kerja mesin produksi dan cerobong asap

dengan ketinggian 2 m dari atap pabrik dilengkapi penangkap debu ini akan

menyalurkan emisi gas pada peleburan sehingga terdispersi dengan baik di udara,

sedangkan debu-debu yang keluar akan ditangkap oleh water scrubber yang akan

dapasang pada salah satu bagian kolom cerobong.

3.4 Tipe Sistem Pendingin (Air Cooling)

.Sistem air cooling dapat dikategorikan dua tipe dasar, sebagai berikut :

1. Sistem air cooling satu aliran

Sistem air cooling satu arah adalah satu diantara aliran air yang hanya

melewati satu kali penukar panas. Dan lalu dibuang kepembuangan atau tempat

laindalam proses. Sistem tipe ini mempergunakan banyak volume air. Tidak ada

penguapan dan mineral yang terkandung didalam air masuk dan keluar penukar panas.

Sistem air cooling satu arah biasa digunakan pada terminal tenaga besar dalam situasi

tertutup dari air laut atau air sungai dimana persediaan air cukup tinggi.

2. Sistem air cooling sirkulasi

Pada sistem sirkulasi terbuka ini, air secara berkesinambungan bersikulasi

melewati peralatan yang akan didinginkan dan menyambung secara seri. Transfer

panas dari peralatan ke air, dan menyebabkan terjadinya penguapan ke udara.

Penguapan menambah konsentrasi dan padatan mineral dalam air dan ini adalah efek

kombinasi dari penguapan dan endapan, yang merupakan konstribusi dari banyak

masalah dalam pengolahan dengan sistem sirkulasi terbuka.

3.5 Masalah yang Timbul dalam Air Cooling

Masalah yang sering timbul dalam pada seluruh sistem air cooling adalah :

1. Korosif

Pada pH yang rendah menyebabkan terjadinya korosi pada logam. Begitu juga

nitrifying. Penyebab lain adalah dengan adanya bakteri yang dapat menghasilkan

asam sulfat. Bakteri yang memiliki kemampuan untuk mengubah hydrogen sulfide

menjadi sulfur kemudian mengubah menjadi asam sulfat. Bakteri ini menyerang

logam besi, logam lunak dan steiless steel, hidup sebagai anaerobic ( tanpa udara ).

2. Kerak

Pembentukan kerak diakibatkan oleh kandungan padatan terlarut dan material

anorganik yang mencapai limit control. Metode yang digunakan untuk mencegah

terjadinya pembentukan kerak antara lain :

a. Menghambat kerak dengan mengontrol pH

Dalam keadaan asam lemah ( kira – kira pH 6,5 ). Asam sulfat yang paling

sering digunakan untuk ini, memiliki dua efek dengan memelihara pH dalam

daerah yang benar dan mengubah kalsium karbonat, ini memperkecil resiko

terbentuknya kerak kalsium sulfat. Ini memperkecil resiko terbentuknya kerak

kalsium karbonat dan membiarkan cycle yang tinggi dari konsentrasi dalam sistem.

b. Mengontrol kerak dengan bleed off

Bleed off pada sirkulasi air cooling terbuka sangat penting untuk memastikan

bahwa air tidak pekat sebagai perbandingan untuk mengurangi kelarutan dari

garam mineral yang kritis. Jika kelarutan ini berkurang kerak akan terbentuk pada

penukar panas.

c. Mengontrol kerak dengan bahan kimia penghambat kerak

Bahan kimia umumnya berasal dari organic polimer, yaitu polyacrilik dan

polyacrilik buatan.

3. Masalah mikrobiologi

Microorganisme juga mampu membentuk deposit pada sembarangan

permukaan. Hampir semua jasad renik ini menjadi kolektor bagi debu dan kotoran

lainnya. Hal ini dapat menyebabkan efektivitas kerja cooling tower menjadi

terganggu.

4. Masalah kontaminasi

Keadaan cooling tower yang terbuka dengan udara bebas memungkinkan

organisme renik untuk tumbuh dan berkembang pada sistem, belum lagi kualitas air

make up yang digunakan.