LAPORAN TETAP PRAKTIKUM LABORATORIUM UNIT OPERASI WETTED WALL ABSORPTION COLUMN Asisten: Dwi Aprillia Kristina Disusun Oleh : Dewi Angelina(03091003010) Afni Adhiyanti (03091003020) Nancy Monica(03091003027) M Aldi Riyando (03091003033) Rizky Siswi N (03091003054) JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA INDRALAYA 2012 BABI PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Absorpsi merupakan proses penyerapanyang terjadi pada seluruh permukaan bahanatauzathinggakedalamzattersebutyangberlangsungdalamsuatukolom atauabsorber.Prosespenyerapanyangterjaditersebutmerupakansuatufenomena fisikataupunkimiawisewakruatom,molekul,ataupunionmemasukisuatufase limbak (bulk) lain yang dapat berupa gas, cairan, ataupun padatan. Proses absorpsi ini tentunyaberbedadenganprosesadsorpsikarenapenyerapanmolekuldilakukan melalui volume bukan melalui permukaan (penyerapan terjadi hingga kebagian dalam absorben).Dalamprosesabsorpsi,zatyangdiserapdisebutfaseterserap(absorbat) sedangkanzatyangmenyerapdisebutabsorbenkecualizatpadat.Absorbendapat pulaberupazatcairkarenaituabsorpsidapatterjadiantarazatcairdenganzatcair atau gas dengan zat cair. Beberapa factor-faktor yang mempengaruhi proses absorpsi, yaitu: 1)kemampuan pelarut yang digunakan sebagai absorben 2)laju alir dari pelarut3)jenis atau tipe kolom yang digunakan 4)kondisi operasi yang sesuai, dll Di dalam suatu kolom absorber,gasyang akan diserap dialirkan pada bagian bottom kolom, sedangkan liquid atau pelarut dialirkan pada bagian top kolom. Hal ini disebabkankarenagaslebihringandanmudahmenyebardaripadaliquid,sehingga kontakantaraliquiddangasakanberlangsungdenganbaikdanjugamempengaruhi banyaknya gas yang diserap oleh pelarut atau liquid.Absorpsi dikelompokan menjadi: 1) Proses absorpsi yang berlangsung secara fisika terdiri dari absorpsi dan dekripsi. 2)Prosesabsorpsiyangberlangsungsecarakimia,prosesinibiasanyadisertaioleh reaksi kimia. Prosesabsorpsiyangterjadididalamwettedwallabsorptioncolumndapat menggambarkanadanyaperpindahanmassadidalamkolomtersebut.Perpindahan massainiterjadiakibatadanyapenyerapan(dalamhaliniberupaabsorpsi)yang terjadi didalam kolom tersebut. Denganadanyaperpindahanmassayangterjadi,makaakanditemuipula suatubilanganyangmerupakankoefisienperpindahanmassa.Dimanakoefisien perpindahanmassaitusendirimerupakanbesaranempirisyangdiciptakanuntuk memudahkan persoalan-persoalan perpindahan massa antar fase. Perpindahanmassa merupakan perpindahan satu unsur dari konsentrasi yang lebih tinggi ke konsentrasiyang lebih rendah. Misalnya kita masukangula ke dalam secangkirkopi,dimanagulaakanlarutdankemudianberdifusisecaraseragamke dalam secangkir kopi tersebut.Perpindahanmassamerupakanprosespentingdalamprosesindustri, misalnyadalampenghilanganpolutandarisuatualirankeluaranpabrikdengan absorpsi, pemisahan gas dari air limbah, difusi neutron dalam reaktor nuklir.Absorpsi gasmerupakanoperasidimanacampurangasdikontakandenganliquidyang bertujuan untuk melewatkan suatu komposisi gas atau lebih dan menghasilkan larutan gas dalam liquid.Padaoperasiabsorpsigasterjadiperpindahanmassadarifasegaskefase liquid.Kecepatanlarutgasdalamabsorbenliquidtergantungpadakesetimbangan yang ada, karena itu diperlukan karakteristiksistem gas liquid. 1.2 Tujuan 1)Untuk mengetahui berapa banyak konsentrasi O2 yang terserap 2)Untuk menghitung koefisien perpindahan massa dalam fase liquid (kl) 3)UntukmengetahuidanmemahamiproseskerjaalatWettedWallAbsorption Column 1.3 Permasalahan 1)Faktor apa saja yang mempengaruhi banyaknya O2 yang terserap? 2)Apakah pengaruh banyaknya air dengan peristiwa penyerapan? 3)Apakah pengaruh laju alir dengan besarnya perpindahan massa? 1.4 Hipotesis 1)Besarnya O2 yang terserap dipengaruhi oleh kecepatan laju alir udara dan laju alir air itu sendiri. 2)Makinbanyaknyaairyangdisuplaiakanmenyebabkanluasbidangpenyerapan bertambah sehingga memudahkan terjadinya penyerapan. 3)Semakinbesarlajualirmakabesarnyaperpindahanmassapadafaseliquid(k1) akan semakin besar pula. 1.5 Manfaat 1)Dapat mengetahui cara kerja alat wetted wall absorption secara lebih jelas. 2)Dapat menentukan nilai Sh dan nilai Re dari suatu senyawa dengan menggunakan metode wetted wall absorption. 3)DapatmengetahuihubunganantaraShnumberdenganRenumberdengan melihat grafik. 4)Dapatmembuktikansecaralangsungbahwamemangbenarterjadiperistiwa absorpsi bila suatu gas dilewatkan pada suatu cairan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Absorberdanstripperadalahalatyangdigunakanuntukmemisahkansatu komponenataulebihdaricampurannyamenggunakanprinsipperbedaankelarutan. Solutadalahkomponenyangdipisahkandaricampurannyasedangkanpelarut (solvent;sebagaiseparatingagent)adalahcairanataugasyangmelarutkansolut. Karenaperbedaankelarutaninilah,transfermassasolutdarifasesatukefaseyang lain dapat terjadi.Absorbsiadalahoperasipemisahansolutdarifasegaskefasecair,yaitu denganmengontakkangasyangberisisolutdenganpelarutcair(solven/absorben) yang tidak menguap.Strippingadalahoperasipemisahansolutedarifasecairkefasegas,yaitu dengan mengontakkan cairan yang berisi solute dengan pelarut gas ( stripping agent) yang tidak larut ke dalam cairan.Ada 2 jenis absorbsi,yaitu kimia dan fisis. Absorbsi kimia melibatkan reaksi kimia antara pelarut cair dengan arus gas dan solut tetap di fase cair. Dalam absorbs fisis, solut dalam gas mempunyai kelarutan lebih besar dalam pelarut cairan, sehingga solut berpindah ke fase cair.Absorbsidenganreaksikimialebihmenguntungkanuntukpemisahan. Meskipundemikian,absorbsifisismenjadipentingjikapemisahandenganreaksi kimia tidak dapat dilakukan.Didalammengevaluasiabsorberataustripper,sesorangharusmengetahuidan menentukan : 1)kondisibahanyangakandipisahkan(umpan),yaitukecepatanarusfluidaumpan,komposisi dan tekanan2) banyak solut yang harus dipisahkan, 3) jenis solven yang akan digunakan, 4) suhu dan tekanan alat, 5) kecepatan arus solven, 6) Diameter absorber, 7) Jenis absorber, 8) Jumlah stage ideal dan tinggi menara, Absorberdanstripperseringkalidigunakansecarabersamaan.Absorber digunakanuntukmemisahkansuatusolutdariarusgas.Stripperdigunakanuntuk memisahkan solut dari cairan sehingga diperoleh gas dengan kandungansolute lebih pekat. Hubungan absorber dan stripper ditunjukkan dalam gambar 1. Gambar 1. Diagram alir proses absorbsi-stripping 2.1 Perpindahan Massa Pada Wetted Wall Column Gunamenelaahperpindahanmassadalamwettedwallcolumn,perhatikan gambar berikut ini: Gambar 2. Penampang membujur dari watted wall column untuk bagian dimana perpindahan massa fasa diukur/ditelaah. Kitatinjausistemsetinggidz.NeracamaterialkomponenAyangdilakukan terhadap segmen tersebut menghasilkan persamaan differensial sebagai berikut : d(W . XA) / dz = JAy D ..(1) dimana, W = laju alir massa gas dalam arah z (gr mole/det) Denganmenggunakankenyataanbahwapenambahanlajualirmassadalamarahz hanyalahkarenaadanyafluksmassa JAy makadapatdituliskanhubungansebagai berikut:

(2) Persamaan 1 dan 2 akan menghasilkan hubungan

(

)

Dengan menggunakan (4) maka persamaan diatas dapat diubah menjadi

(

)(

)

Dalam menyelesaikan persamaan diatas maka perlu penganggapan bahwa XA rata-rata (lihat persamaan (7)), maka anggapan tersebut dapat digunakan. Selanjutnya denganmengabaikanperubahantotaldariWsepanjangkolom,mkaintegrasi persamaan diatas untuk Z = 0 sampai Z = L menghasilkan :

(

)(

) Ruas kiri adalah definisi kg,l sedang ekspansi parsiil ruas kanan dapat dengan mudah diintegrasikan

(

) (

)

(

)(

)

(

) Dengan persamaan ini maka kg,l dapat ditentukan dari percobaan. Korelasiimpiirisdimensidapatdiketahuibahwakg,ldipengaruhiolehNReNScdan factorgeometriskolom(L/D).pengaruhfactortersebutdapatdinyatakansebagai berikut

(

) NRe = bilangan Reynold untuk aliran gas NSc = bilangan Schmidt untuk fasa gas L/D = perbandingan panjang kolom terhadap diameter kolom Suatu porses dimana terjadi suatu perpindahan suatu unsur pokok dari daerah yangberkonsentrasitinggikekonsentrasirendahdinamakanperpindahanmassa. Perpindahanmassayangterjadidarisuatuunsuryangberkonsentrasitinggike konsentrasi rendah dipengaruhi oleh ciri aliran liquid, seperti pada kasus heat transfer, mekanismeperpindahanmassaterjadidengancepat.Jikasejumlahcampurangasyangterdiridariduajenismolekulataulebih,dimanakonsentrasimasing-masing berbeda,makamasing-masingmolekulinicenderungmenujukekomposisiyang sama ( seragam ). Proses ini terjadi secara alami. Perpindahan massa makroskopis ini tidak tergantung pada konveksi dalamsistem. Proses ini didefinisikan sebagai difusi molekul. Padapersamaanperpindahanmassaditunjukkanhubunganantarafluxdari substant yang terdifusi dengan gradient konsentrasi. JA,Z =-DAB dZdAt DimanaJA,ZmerupakanmolarfluxpadaZ, dZdAtmerupakanperubahan konsentrasisertaDABadalahdifusitasmassaataukoefisiendifusitaskomponenA yangterdifusimelaluikomponenB.Karenaperpindahanmassaataudifusihanya terjadidalamcampuran,makapengaruhdaritiapkomponenharusdiperhitungkan. Misalnyauntukmengetahuilajudifusidarisetiapkomponenrelatifterhadap kecepatancampuran.Kecepatancampuranharusdihitungdarikecepatanrata-rata tiap komponen. PersamaandiatasdikenaldenganpersamaanHukumFreks,dimanaDAB adalahkoefisiendifusivitas.KoefisienDifusivitas.KoefisienDifusivitastergantung pada : 1) Tekanan 2) Temperatur 3) Komposisi sistem KoefisienDifusivitasmasing-masingfaseberbeda-beda.Koefisiendifusivitasuntuk gaslebihtinggi,yaituantara5.10-610-5m2/s;untukliquid10-1010-9m2/sdan untuk solid 10-14 10-10 m2/s. Perpindahanmassakonvektiftermasukperpindahanantarafluidayang bergerakatauduafluidayangbergerakyangtidaktercampur.Modelinitergantung padamekanismeperpindahandankarakterisitkgerakanfluida.Persamaanlaju perpindahan massa konvektif sebagai berikut: NA = kt . AtA Dimana, NA=Perpindahan massa molar zat A AtA=Perbedaankonsentrasiantarapermukaandengankonsentrasi rata-rata fluida. kt =Koefisien perpindahan massa konvektif Mekanismeperpindahanmassaantarapermukaandanfluidatermasukperpindahan massa molekul melalui lapisan tipis fluida stagnan dan aliran laminer. Beberapaoperasiperpindahanmassayangtermasukdifusisuatukomponen gaskesuatukomponenyangtidakberdifusiantaralainadalahabsorpsidan humidifikasi.Persamaanyangdigunakanuntukmenggambarkankoefisien perpindahan massa konvektif adalah : BA A ABZ ALnPP PZ Z RTP DN2 11 2,) (. = dimana: NAZ=laju perpindahan molar DAB=difusivitas P=tekanan R=konstanta gas T=temperatur Z=jarak Persamaaninidiperolehdariteorilapisanataufilmtheory,dimanagas melewati permukaan liquid. Teori lapisan ini didasarkan pada model dimana tahanan untukberdifusidaripermukaanliquidkealirangasdiasumsikanterjadidalamsuatu stagnantfilmataulaminerfilmtebal.Dengankatalainmenunjukkanteballapisan liquid. 1) Transfer Massa dari gas ke film falling liquid. 2)Transfer massa dalam wetted wall column Kebanyakan data dari PM antara perm pipa dan aliran fluida telah ditentukan denganmenggunakanwettedwallcolumns.Alasanmendasaruntukmenggunakan kolom-kolominiuntukpenyelidikanPMadalahuntukmengkontakkanluasarea antara 2 fasesehingga dapat dihitung dengan tepat. KoefisienPMkonvektifuntukjatuhnyaliquidfilmdikorelasikanolehvivian dan peacemen dengan korelasi : ( ) ( )4 , 06123 221Re 433 , 0((

= gZscDZ KABL Dimana:Z=Panjang DAB = Difusivitas massa antara komponen A dan B] = Densitas liquid B = Viskositas liquid B g = Percepatan gravitasi sc = Schmidt Number (dievaluasikan pada temp film liquid) Re = Reynold number Koefisien film liquid lebih rendah 10 sampai 20% daripada pers secara teoritis untuk absorpsi dalam film laminer. Padawettedwallcolumns,liquidmurniyangmudahmenguapdialirkanke bawahdidalampermukaanpipaciecularsementaraitugasditiupkandariatasatau dari bawah melalui pusat inti pengukuran kelajuan penguapan liquid ke dalam aliran gas diatas permukaan. UntukmenghitungkoefisienPMuntukfasegas,gunakanperbedaangas-gas dan liquid menghasilkan variasi untuk . Untuk itu, Sherwood dan Gilland menetapkan nilai-nilai untuk Re dari 2000 sampai 35000, sc dari 0,6 sampai 2,5 dan tekanangas 0,1 sampai 3 atm. Hubungan data-data tersebut secara empirik adalah :3183 , 0Re 023 , 0 sc shav = dimana: Sh=Sherwood number Re=Reynold number Sc= Schmidt number Dalambeberapaoperasiperpindahanmassa,massaberubahantaraduafase. Contohnyadalamperistiwaabsorpsi.Salahsatualatyangdigunakanuntuk mempelajari mekanisme yang terjadi dalam operasi perpindahan massa adalah wetted wallcolumn.Padawettea-wallcolumn,areakontakantaraduafasedibuat sedemikianrupa.Dalamoperasiinialiranlapisantipisliquid(ThinLiquidFilm) sepanjangdindingkolomkontakdengangas.Dalampercobaaninigasyang digunakanadalahudarabiasa.Lamawaktukontakdengangasdanliquidinirelatif singkatselamaoperasinyanormal.Karenahanyasejumlahkecilmassayang terabsorpsisedangkanliquiddiasumsikankonstant(tidakberubah).Kecepatanjatuhnya film sebenarnya tidak dipengaruhi oleh proses difusi. Pada proses ini terjadi perpindahan massa dan perpindahan momentum. Persamaan differensial untuk perpindahan momentum; 0 = + gdydyxt dimana: t=shear stress =density g=gravitasi y=jarak Persamaan untuk profil kecepatan; (((

|.|

\| =22216 o o y y gVx dimana: Vx=kecepatan arah x o=tebal film =viskositas Kecepatan maksimum; o =2gV2max dimana: Vmax=kecepatan maximum Absorpsi gas adalah operasi di mana campuran gas dikontakkan dengan liquid untuktujuanmelewatkansuatukomposisigasataulebihdanmenghasilkanlarutan gasdalamliguid.Padaoperasiabsorpsigasterjadiperpindahanmassadarifasegas ke liquid. Kecepatan larut gas dalam absorben liquid tergantung pada kesetimbangan yang ada, karena itu diperlukan karakteristik kesetimbangan sistem gas-liquid. 2.2 Teori Penetrasi TeoripenetrasiyangdinyatakanolehTreyBallmenyatakankontak2fluida. Padagambar(a)gelembunggasmembesarmelaluiliquidyangmengabsorbsigas. Partikelliquidmula-mulaberadadipuncakgelembungdimanapartikelliquidsiap sepanjangpermukaangelembung.Padagambar(b)terlihatdimanaliquiddengan gerakan turbulen memperlihatkan arus eddy constant. Mula-mulapartikelgasterlaruttidakseragamdanmula-mulaaruseddy dianggapdiam,jikaaruseddydibiarkanberkontakdengangaspadapermukaannya, konsentrasiliquidpermukaangasCayangberadapadakelarutankeseimbangangas dari liquid selama partikel liquid menjadi penentu difusi unsteady state atau penetrasi solute pada arah Z. Untuk waktu yang pendek dan difusinya berlangsung pelan di dalam molekul soluteyang larut tidak pernah mencapai kedalaman Zp sesuai dengan ketebalan arus eddy.Keadaanbatasyangadapadafenomenatransfermassadalamdindingkolom yang dibasahi adalah : CA0 pada 9 = 0 , untuk semua Z CA pada Z = 0 , 9 > 0 CA0 pada Z = , untuk semua 9 2.3 Teori Film Gambardibawahinimemperlihatkancairanyangsedangjatuhpadalapisan (film)denganaliranlaminerkebawahpadapermukaanrotameteryangvertikal berkontakdengangasAyanglarutkedalamcairandengankonsentrasiAyang seragam C A0 dari pada A pada puncaknya. Gambar 3. Teori Film Padapermukaancairan,konsentrasigasterlarutCA,yangberadadalam keseimbangandengantekananApadafasegaskarenaCA>C A0 gasterlarutke dalam cairan. Koefisien perpindahan massa Kgl dengan sejumlah gas terlarut setelah liquid terjenuh sejauh L dan dihitung. Masalahinidapatdipecahkandenganpenyelesaianaimultanpersamaan kontinuitas.UntukkomponenAdenganpersamaanyangmenggambarkanliquid yaitu persamaan laminer. Persamaansimultandanjumlahpersamaandiferensialpartikelmenjadilebih mudah dengan beberapa asumsi : 1) Tidak ada reaksi kimia 2) Pada arah A kondisinya tidak berubah 3) Kondisinya steady state 4) Kecepatan adsorbsi gas sangat kecil. 5) Difusi A pada arah yang diabaikan dibandingkan dengan gerakan ke bawah. 6) Sifat-sifat fisiknya constant 2.4 Sistem Dua KomponenBila sejumlah gas tunggal dikontakkan dengan liquid yang tidak mudah menguap, yangakanlarutsampaitercapaikeadaansetimbang.Konsentrasigasyanglarut disebutkelarutangaspadakondisitemperaturdantekananyangada.PadaTtetap, kelarutangasakanbertambahbilaPdinaikkanpadaabsorbenyangsama.Gasyang berbedamempunyaikelarutanyangberbeda.Padaumumnyakelarutangasakan menurun bila T dinaikkan. 2.5 Sistem Multikomponen Bila campuran gas dikontakkan dengan liquid pada kondisi tertentu, kelarutan setimbang,gastidakakansalingmempengaruhikelarutangas,yangdinyatakan dalamtekananparsiildalamcampurangas.Biladalamcampurangasadagasyang sukarlarutmakakelarutangasinitidakmempengaruhikelarutangasyangmudah larut.Padabeberapakomponendalamcampurangasmudahlarutdalamliquid, kelarutanmasing-masinggastidaksalingmempengaruhibilagastidakdipengaruhi oleh sifat liquid. Ini hanya terjadi pada larutan ideal.Karakteristik larutan ideal yaitu: 1)Gayarata-ratatolakmenolakdantarik-menarikdalamlarutantidakberubah, dalam campuran bahan, volume larutan berubah secara linear. 2)Pada pencampuran bahan tidak ada panas yang diserap maupun yang dilepaskan. 3)Tekanan uap total larutan berubah secara linear dengan komposisi. Suatualatyangbanyakdigunakandalamabsorpsigasdanbeberapaoperasi lainialahmenaraisian.Alatiniterdiridarisebuahkolomberbentuksekunderatau menarayangdilengkapidenganpemasukangasdanruangdistribusipadabagian bawah,pemasukanzatcairdandistributornyapadabagianatas,sedangpengeluaran gasdanzatcairmasing-masingpadabagianatasdanbagianbawahsertatower packing.Penyanggaituharusmempunyaifraksiruangterbukayangcukupbesar untukmencegahterjadinyapembanjiranpadapiringpenyanggaitu.Zatcairyang masukdisebutweakliquorberupapelarutmurniataularutanencerzatterlarutdi dalampelarut,didistribusikandiatasisianitudengandistributor,sehinggapada operasiyangidealmembebaskanpermukaanisiansecaraseragam.Gasyang mengandungzatterlarutdisebutfatgas,masukkeruangpendistribusianyang terdapatdibawahisiandanmengalirkeatasmelaluicelah-celahantaraisian berlawananarahdenganaliranzatcair.Isianitumemberikanpermukaanyangluas untuk kontakzatcair dan gas serta membantu terjadinya kontak antara kedua fase. Persyaratan pokok yang diperlukan untuk isian menara ialah: 1)Harustidak bereaksi kimia dengan fluida di dalam menara2)Harus kuat, tetapi tidak terlalu berat. 3)Harusmengandungcukupbanyaklaluanuntukkeduaarustanpaterlalubanyak zat cair yang terperangkap atau menyebabkan penurunan tekanan terlalu tinggi. 4)Harus memungkinkan terjadinya kontakyangmemuaskan antara zat cairdengan gas. 5)Harus tidak terlalu mahal. Prinsip-prinsipabsorpsitergantungpadabanyaknyagasatauzatcairyang akandiolahsifat-sifatnya,rasioantarakeduaarusitu,tingkatperubahankonsentrasi danpadalajuperpindahanmassapersatuanvolumeisian.Lajuoptimumzatcair untukabsorpsididapatkandenganmenyeimbangkanbiayaoperasiuntukkeduaunit danbaiayatetapuntukperalatan.Bilagashanyadiumpankankedalammenara absorpsi,suhudidalammenaraituberubahsecaramenyolokdaridasarmenarake puncaknya. Kalor absorpsi zat terlarut menyebabkan naiknya suhu larutan, penguapan pelarutcenderungmenyebabkansuhuturun.Efeknyasecaramenyeluruhialah peningkatan suhu larutan, tetapi di dekat dasar kolom suhu itu bisa sampai melewati maksimum.Bentukprofilsuhubergantungpadalajupenyerapanzatterlarut, penguapan dan kondensasi pelarut, serta perpindahan kalor antara kedua fase. Laju absorpsi dapat dinyatakan dengan 4 cara yang berbeda yaitu: 1)Menggunakan koefisien individual 2)Menggunakan koefisien menyeluruh atas dasar fase gas atau zat cair. 3)Menggunakan koefisien volumetrik. 4)Menggunakan koefisien persatuan luas. BAB III METODOLOGI 3.1 Bahan yang Digunakan 1.) Air 2) Udara 3.2 Alat-alat yang digunakan Wetted Wall Absorption Column terdiri dari : 1) Kolom Deoksigenerator 2) Pump 3) Compressor 4) Sensor Probe 5) Tanki penambpung air 6) Flowmeter udara 7) Flowmeter air 3.3 Prosedur Percobaan 1) Tekan tombol power lalu tekan tombol supply 2) Tekantombolpump1untukmengalirkanairdaribakpenampungkekolom deoksigenator 3) Atur flowmetter untuk air sesuai dengan laju alir yang ditetapkan 4) Bilakolomdeoksigenatorpenuhdenganair,hidupkanpump2yangberfungsi untukmenyedotairdandialirkankeflowmetterdansensorprobedimanaalatini digunakan untuk menghitung laju alir air dan O2 yang terserap dari inlet. 5) KemudianairakanmengalirkepuncakWettedWallAbsorptionColomndan selanjutnyaakanturundaripuncakkedasarkolomsecaralamineryangberupa lapisan tipis (film) 6) Bersamaandenganitu,O2mengalirdaridasarkolomsetelahterlebihdahulu dipompakan udara oleh Komperessor melalui cakram yang mendistribusi udara ke kolom sehingga O2 naik ke atas dan sebaliknya film turun ke bawah secara counter current.Udarayangdialirkanolehkompressorsebelumnyamasukdalam flowmeter udara untuk menghitung laju alir udara. 7) KemudianairyangsudahbebasO2masukkesensorprobeuntukmenghitungO2 outlet. Dimana kedua alat ini dihubungkan dengan DO meter. BAB IV HASIL PENGEMATAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Hasil Pengamatan Laju Udara (cc/min) Laju Air (cc/min)Konsentrasi O2 in(mg/l) Konsentrasi O2 out (mg/l) 1800100 130 180 200 250 3,0 3,5 4,2 5,9 6,0 5,3 5,5 5,6 6,4 6,5 2300100 130 180 200 250 3,9 4,0 4,4 4,6 4,8 5,3 5,4 5,5 5,5 5,9 2500100 130 180 200 250 5,3 5,1 5,6 6,1 6,3 6,2 6,2 6,6 6,7 6,9 4.2 Pengolahan Data 1)KONVERSI SATUAN a) Konversi Laju Alir Udara dan Laju Alir Air dari cc/min menjadi m3/sec * Laju alir udara 1800 cc/min: 1800 cc/minx 1 min/60 sec x1m3/106 cc = 3 x 10-5m3/sec * Laju alir udara 2300 cc/min: 2300 cc/minx 1 min/60 sec x1m3/106 cc = 3,83 x 10-5m3/sec * Laju alir udara 2500 cc/min: 2500 cc/minx 1 min/60 sec x1m3/106 cc = 4,16 x 10-5m3/sec PADA LAJU ALIR UDARA 1800 CC/MIN 1)Laju alir air 100 cc/min: 100 cc/min x1 min/60secx 1m3/106 cc= 1,67 x 10-6m3/sec 2)Laju alir air 130 cc/min: 130 cc/min x1 min/60secx 1m3/106 cc= 2,16 x 10-6m3/sec 3)Laju alir air 180 cc/min: 180 cc/min x1 min/60secx 1m3/106 cc= 3 x 10-6 m3/sec 4)Laju alir air 200 cc/min: 200 cc/min x1 min/60secx1m3/106 cc= 3,33 x 10-6m3/sec 5)Laju alir air 250 cc/min: 250 cc/min x1 min/60secx1m3/106 cc = 4,16 x 10-6m3/sec PADA LAJU ALIR UDARA 2300 CC/MIN 1)Laju alir air 100 cc/min: 100 cc/min x1 min/60secx 1m3/106 cc=1,67x 10-6m3/sec 2)Laju alir air 130 cc/min: 130 cc/min x1 min/60secx 1m3/106 cc= 2,16 x 10-6m3/sec 3)Laju alir air 180 cc/min: 180 cc/min x1 min/60secx 1m3/106 cc= 3 x 10-6m3/sec 4)Laju alir air 200 cc/min: 200 cc/min x1 min/60secx1m3/106 cc = 3,33 x 10-6 m3/sec 5)Laju alir air 250 cc/min: 250 cc/min x1 min/60secx1m3/106 cc = 4,16x 10-6m3/sec PADA LAJU ALIR UDARA 2500 CC/MIN 1)Laju alir air 100 cc/min: 100 cc/min x1 min/60secx 1m3/106 cc=1,66 x 10-6 m3/sec 2)Laju alir air 130 cc/min: 130 cc/min x1 min/60secx 1m3/106 cc= 2,16 x 10-6m3/sec 3)Laju alir air 180 cc/min: 180 cc/min x1 min/60secx 1m3/106 cc= 3 x 10-6 m3/sec 4)Laju alir air 200 cc/min: 200 cc/min x1 min/60secx1m3/106 cc = 3,33x 10-6 m3/sec 5)Laju alir air 250 cc/min: 250 cc/min x1 min/60secx1m3/106 cc = 4,16 x 10-6m3/sec b)Konversi Konsentrasi O2 dari mg/l menjadi kg/m3 Untuk mengkonversikan konsentrasi O2 dari mg/l menjadi kg/m3 cukup dikalikan dengan 10-3 O2 input pada laju alir udara 1800 cc/min 1) (3,0 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,003 kg/m3 2) (3,5 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0035 kg/m3 3) (4,2 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0042 kg/m3 4) (5,9 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0059 kg/m3 5) (6,0 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,006 kg/m3 O2 output pada laju alir udara 1800 cc/min 1) (5,3 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0053 kg/m3 2) (5,5 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0055 kg/m3 3) (5,6 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0056 kg/m3 4) (6,4 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0064 kg/m3 5) (6,5 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 )= 0,0065 kg/m3 O2 input pada laju alir udara 2300 cc/min 1) (3,9 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0039 kg/m3 2) (4,0 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,004 kg/m3 3) (4,4 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0044 kg/m3 4) (4,6 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0046 kg/m3 5) (4,8 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0048 kg/m3 O2 output pada laju alir udara 2300 cc/min 1) (5,3 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0053 kg/m3 2) (5,4 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) = 0,0054 kg/m3 3) (5,5 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0055 kg/m3 4) (5,5 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0055 kg/m3 5) (5,9 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0059 kg/m3 O2 input pada laju alir udara 2500 cc/min 1) (5,3 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0053 kg/m3 2) (5,1 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0051 kg/m3 3) (5,6 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0056 kg/m3 4) (6,1 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0061 kg/m3 5) (6,3 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0063 kg/m3 O2 output pada laju alir udara 2500 cc/min 1) (6,2 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0062 kg/m3 2) (6,2 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0062 kg/m3 3) (6,6 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0066 kg/m3 4) (6,7 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 ) =0,0067 kg/m3 5) (6,9 mg/l )(10-6 kg/mg)(103 l/m3 )= 0,0069 kg/m3 c) Menghitung nilai AClm Rumus: AClm

=121 2lnCCC C kg/m3 Pada laju alir udara 1800 cc/min 1) UntukC2=0,0053 kg/m3danC1=0,003 kg/m3 AClm

=003 , 00053 , 0ln003 , 0 0053 , 0 AClm = 0,00414 kg/m3 2) Untuk C2=0,0055 kg/m3danC1=0,0035 kg/m3 AClm

=0035 , 00055 , 0ln0035 , 0 0055 , 0 AClm

= 0,00442 kg/m3 3) Untuk C2=0,0056 kg/m3danC1=0,0042 kg/m3 AClm

=0042 , 00056 , 0ln0042 , 0 0056 , 0 AClm

= 0,00487 kg/m3 4) Untuk C2=0,0064 kg/m3danC1=0,0059 kg/m3 AClm

=0059 , 00064 , 0ln0059 , 0 0064 , 0 AClm

= 0,00614 kg/m3 5) Untuk C2=0,0065 kg/m3danC1=0,006kg/m3 AClm

=006 , 00065 , 0ln006 , 0 0065 , 0 AClm

= 0,00624 kg/m3 Pada laju alir udara 2300 cc/min 1) Untuk C2=0,0053 kg/m3danC1=0,0039 kg/m3 AClm

=0039 , 00053 , 0ln0039 , 0 0053 , 0 AClm

= 0,00456 kg/m3 2) Untuk C2=0,0054 kg/m3danC1=0,004 kg/m3 AClm

=004 , 00054 , 0ln004 , 0 0054 , 0 AClm

= 0,00466 kg/m3 3) Untuk C2=0,0055 kg/m3danC1=0,0044 kg/m3 AClm

=0044 , 00055 , 0ln0044 , 0 0055 , 0 AClm

= 0,00492kg/m3 4) Untuk C2=0,0055 kg/m3danC1=0,0046 kg/m3 AClm

=0046 , 00055 , 0ln0046 , 0 0055 , 0 AClm

= 0,00503 kg/m3 5) Untuk C2=0,0059 kg/m3danC1=0,0048 kg/m3 AClm

=0048 , 00059 , 0ln0048 , 0 0059 , 0 AClm

= 0,00533 kg/m3 Pada laju alir udara 2500cc/min 1) Untuk C2=0,0062 kg/m3danC1=0,0053 kg/m3 AClm

=0053 , 00062 , 0ln0053 , 0 0062 , 0 AClm

= 0,00573 kg/m3 2) Untuk C2=0,0062 kg/m3danC1=0,0051 kg/m3 AClm

=0051 , 00062 , 0ln0051 , 0 0062 , 0 AClm

= 0,00563 kg/m3 3) Untuk C2=0,0066 kg/m3danC1=0,0056 kg/m3 AClm

=0056 , 00066 , 0ln0056 , 0 0066 , 0 AClm

= 0,00608 kg/m3 4) Untuk C2=0,0067 kg/m3danC1=0,0061 kg/m3 AClm

=0061 , 00067 , 0ln0061 , 0 0067 , 0 AClm

= 0,00639 kg/m3 5) Untuk C2=0,0069 kg/m3danC1=0,0063 kg/m3 AClm

=0063 , 00069 , 0ln0063 , 0 0069 , 0 AClm

= 0,00659kg/m3 d.Menghitung Wp (Wetted meter) Rumus:Wp =t.dmeter Dimana: d = diameter kolom = 3,16 cm = 3,16 x 10-2 m Wp = (3,14) (3,16 x 10-2 m) Wp = 0,0992 m e. Menghitung Laju Volumetric Air(I) Rumus: I = (laju alir air . ) / Wpkg/m.sec Dimana: = 1000 kg/m3 Wp= 0,0992 m PADA ALIRAN UDARA 1800-2500 CC/MIN 1) Untuk laju alir air = 1,67 x 10-6 I = (laju alir air . ) / Wp I = (1,67 x 10-6 m3/sx1000 kg/m3) /0,0992 m I =0,0168kg/m.sec 2) Untuk laju alir air = 2,16 x 10-6 I = (laju alir air . ) / Wp I = (2,16 x 10-6 m3/sx1000 kg/m3) /0,0992 m I =0,0217kg/m.sec 3) Untuk laju alir air = 3 x 10-6 I = (laju alir air . ) / Wp I = (3 x 10-6 m3/sx1000 kg/m3) /0,0992 m I =0,0030 kg/m.sec 4) Untuk laju alir air = 3,33 x 10-6 I = (laju alir air . ) / Wp I = (3,33 x 10-6 m3/sx1000 kg/m3) /0,0992 m I =0,0335kg/m.sec 5) Untuk laju alir air = 4,16 x 10-6 I = (laju alir air . ) / Wp I = (4,16 x 10-6 m3/sx1000 kg/m3) /0,0992 m I =0,0419kg/m.sec f.Menghitung Reynold Number (Re) Rumus: Re = 4I/ tak berdimensi Dimana: =1,02 x 10-3 Ns/m2 Berikut nilai Re untuk semua laju alir udara (1800-2500 CC/MIN) 1)Untuk I =0,0168 kg/m.sec Re = 4I/ Re = (4)( 0,0168) / (1,02 x10-3) Re = 65,88 2) Untuk I =0,0217kg/m.sec Re = 4I/ Re = (4)( 0,0217) / (1,02 x 10-3) Re = 85,09 3) Untuk I =0,0030 kg/m.sec Re = 4I/ Re = (4)( 0,0030 ) / (1,02 x 10-3) Re = 11,76 4) Untuk I =0,0335 kg/m.sec Re = 4I/ Re = (4)( 0,0335) / (1,02 x 10-3) Re = 131,37 5) Untuk I =0,0419kg/m.sec Re = 4I/ Re = (4)( 0,0419) / (1,02 x 10-3) Re = 164,31 6.Menghitung Flux Massa Oksigen Rumus:j = (C2 C1) . Laju alir air kg/s Pada laju alir air 1800 cc/min 1)Untuk C2=0,0053 kg/m3C1 =0,003 kg/m3 laju alir air=1,67 x 10-6 m3/sec j= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0053 -0,003)x1,67 x 10-6 j=38,1 x 10-10 kg/sec 2) Untuk C2=0,0055 kg/m3C1 =0,0035 kg/m3 laju air=2,16 x 10-6 m3/sec j= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0055 - 0,0035)x2,16 x 10-6 j=43,2x 10-10 kg/sec 3) Untuk C2=0,0056 kg/m3C1 =0,0042 kg/m3 laju air=3 x 10-6 m3/sec j= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0056 - 0,0042)x3 x 10-6 j=42 x 10-10 kg/sec 4) Untuk C2=0,0064 kg/m3C1 =0,0059 kg/m3 laju air=3,33 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0064 - 0,0059)x3,33 x 10-6 j=16,6 x 10-10 kg/sec 5) Untuk C2=0,0065 kg/m3C1 =0,006 kg/m3 laju air =4,16 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0065 - 0,006 )x4,16 x 10-6 j=20,8 x 10-10 kg/sec Pada laju alir air 2300 cc/min 1) Untuk C2=0,0053 kg/m3C1 =0,0039 kg/m3 laju air=1,67 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0053 - 0,0039)x1,67 x 10-6 j=23,3 x 10-10 kg/sec 2) Untuk C2=0,0054 kg/m3C1 =0,004 kg/m3 laju air=2,16 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0054 -0,004)x2,16 x 10-6 j=30,2 x 10-10 kg/sec 3) Untuk C2=0,0055 kg/m3C1 =0,0044 kg/m3 laju air=3 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0055 -0,0044)x3 x 10-6 j=33 x 10-10 kg/sec 4) Untuk C2=0,0055 kg/m3C1 =0,0046 kg/m3 laju air=3,33 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0055 -0,0046)x3,33 x 10-6 j=29,9 x 10-10 kg/sec 5) Untuk C2=0,0059 kg/m3C1 =0,0048 kg/m3 laju air=4,16 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0059 -0,0048)x4,16 x 10-6 j=45 x 10-10 kg/sec Pada laju alir air 2500 cc/min 1) Untuk C2=0,0062 kg/m3C1 =0,0053 kg/m3 laju air=1,66 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0062 -0,0053)x1,66 x 10-6 j=14,9 x 10-10 kg/sec 2) Untuk C2=0,0062 kg/m3C1 =0,0051 kg/m3 laju air =2,16 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0062 - 0,0051)x2,16 x 10-6 j=23,76 x 10-10 kg/sec 3) Untuk C2=0,0066 kg/m3C1 =0,0056 kg/m3 laju air =3 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0066 -0,0056)x3 x 10-6 j=30 x 10-10 kg/sec 4) Untuk C2=0,0067 kg/m3C1 =0,0061 kg/m3 laju air=3,33 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0067 -0,0061 )x3,33 x 10-6 j=19,9 x 10-10 kg/sec 5) Untuk C2=0,0069 kg/m3C1 =0,0063 kg/m3 laju air=4,16 x 10-6 m3/secj= (C2 C1) . Laju alir air j=(0,0069 -0,0063 )x4,16 x 10-6 j=24,9 x 10-10 kg/sec h.Menghitung Luas Area Perpindahan Massa (luas kontak) Rumus:A = t.d.z Dimana: t = 3,14 A=(3,14)(3,16 x 10-2)(0,9) d = 3,16 cm = 3,16 x 10-2 m A=0,0893 m2 z = 90 cm = 0,9 m i.Menghitung Koefisien Liquid (KL) Rumus: KL = lmC AjA .

Padaaliran udara 1800 cc/min 1) Untuk j = 38,1 x 10-10 kg/sec AClm =0,00414kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 38,1 x 10-10 /(0,00414)(0,0893) KL = 1,03 x10-5m/sec 2) Untuk j = 43,2x 10-10kg/sec AClm =0,00442kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 43,2x 10-10/(0,00442)(0,0893) KL = 1,09 x10-5m/sec 3) Untuk j = 42 x 10-10kg/sec AClm =0,00487kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 42 x 10-10/(0,00487)(0,0893) KL =9,65 x10-6m/sec 4) Untuk j = 16,6 x 10-10 kg/sec AClm =0,00614kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 16,6 x 10-10 /(0,00614)(0,0893) KL = 3,02 x10-6m/sec 5) Untuk j = 2,08 x 10-9 kg/sec AClm =0,00624 kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 20,8 x 10-10 /(0,00624)(0,0893) KL = 3,73 x10-6m/sec Padaaliran udara 2300 cc/min 1) Untuk j = 23,3 x 10-10 kg/sec AClm =0,00456kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 23,3 x 10-10 /(0,00456)(0,0893) KL = 5,72 x10-6m/sec 2) Untuk j = 30,2 x 10-10 kg/sec AClm =0,00466kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 30,2 x 10-10 /(0,00466)(0,0893) KL = 7,25 x10-6m/sec 3) Untuk j = 33 x 10-10 kg/sec AClm =0,00492kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 33 x 10-10 /(0,00492)(0,0893) KL = 7,51 x10-6m/sec 4) Untuk j =2,99 x 10-9 kg/sec AClm =0,00503kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL =29,9 x 10-10/(0,00503)(0,0893) KL = 6,65 x10-6m/sec 5) Untuk j =45 x 10-10 kg/sec AClm =0,00533kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL =45 x 10-10 /(0,00533)0,0893) KL = 9,45 x10-6m/sec Padaaliran udara 2500 cc/min 1) Untuk j = 14,9 x 10-10 kg/sec AClm =0,00573kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA . KL = 14,9 x 10-10 /(0,00573)(0,0893) KL = 2,91 x10-6m/sec 2) Untuk j = 23,76 x 10-10 /sec AClm =0,00563kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 23,76 x 10-10 /(0,00563)(0,0893) KL = 4,72 x10-6m/sec 3) Untuk j =30 x 10-10kg/sec AClm =0,00608kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 30 x 10-10 /(0,00608)(0,0893) KL = 5,52 x10-6m/sec 4) Untuk j =19,9 x 10-10 AClm = 0,00639 kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL =19,9 x 10-10 /(0,00639 )(0,0893) KL = 3,48 x10-6 m/sec 5) Untuk j =24,9 x 10-10 kg/sec AClm =0,00659kg/m3dan A=0,0893 m2 KL = lmC AjA .

KL = 24,9 x 10-10 /(0,00659)(0,0893) KL = 4,23 x 10-6 m/sec j. Menghitung Sherwood Number (Sh) Rumus:Sh=KLLDz tak berdimensi Dimana: Z=90 cm = 0,9 m DL=2,5 x 10-9 m2/s Pada Laju Udara 1800 cc/min 1) Untuk KL =1,03 x 10-5 m/sec Sh=KLLDz Sh=(1,03 x 10-5 )(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 3708 2) Untuk KL =1,09 x 10-5 m/sec Sh=KLLDz Sh=(1,09 x 10-5)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 3924 3) Untuk KL =9,65 x 10-6 m/sec Sh=KLLDz Sh=(9,65 x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 3474 4) Untuk KL =3,02 x 10-6 m/secSh=KLLDz Sh=(3,02 x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 1087,2 5) Untuk KL =3,73 x 10-6 m/secSh=KLLDz Sh=(3,73 x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 1342,8 Pada Laju Udara 2300 cc/min 1) Untuk KL =5,72 x 10-6 m/secSh=KLLDz Sh=(5,72 x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 2059,2 2) Untuk KL =7,25 x 10-6 m/sec Sh=KLLDz Sh=(7,25 x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 2610 3) Untuk KL =7,51 x 10-6 m/sec Sh=KLLDz Sh=(7,51 x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 2703,6 4) Untuk KL =6,65 x 10-6 m/secSh=KLLDz Sh=(6,65 x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 2394 5) Untuk KL =9,45 x 10-6 m/secSh=KLLDz Sh=(9,45 x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 3402 Pada Laju Udara 2500 cc/min 1) Untuk KL =2,91x 10-6 m/secSh=KLLDz Sh=(2,91x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 1047,6 2) Untuk KL =4,72 x 10-6 m/secSh=KLLDz Sh=(4,72 x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 1699,2 3) Untuk KL =5,52 x 10-6

Sh=KLLDz Sh=(5,52 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 1987,2 4) Untuk KL =3,48 x 10-6 Sh=KLLDz Sh=(3,48 x 10-6)(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 1252,8 5) Untuk KL =4,23 x 10-6 m/sec Sh=KLLDz Sh=(4,23 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 ) Sh= 1552,8 k. Data Untuk Membuat Grafik (log Sh vs log Re) Sh =a Reb ln Sh = ln a+b ln Re persamaan ini analog dengan: y=Ax+B Dimana: Ln Sh=yln a=B(intersept) Ln Re=xa=antilnB b=slope Untuk laju alir udara 1800 cc/min Sh Y = ln Sh Re X = ln Re X2 XY 3708 3924 3474 1087,2 1342,8 8,21 8,27 8,15 6,99 7,20 65,88 85,09 11,76 131,37 164,31 4,18 4,44 2,46 4,87 5,10 17,47 19,71 6,05 23,71 26,01 34,32 36,72 20,05 34,04 36,72 38,8221,0592,95161,85 A =Slope = 2 2) ( X X nY X XY n = 2) 05 , 21 ( ) 95 , 92 )( 5 () 82 , 38 )( 05 , 21 ( ) 85 , 161 )( 5 ( =64 , 21911 , 7

Slope=-0,36 B=Intersep = 2 22) ( X X nX XY X Y = 2) 05 , 21 ( ) 95 , 92 )( 5 () 05 , 21 )( 85 , 161 ( ) 95 , 92 )( 82 , 38 ( = 64 , 2137 , 201 Intersep =9,31 Y = -0,36X+9,31 Lna = 9,31 Jadi :Sh =11047,94Re -0,36 a=11047,94 b=-0,36 Untuk laju alir udara 2300 cc/min Sh Y = ln Sh Re X = ln Re X2 XY 2059,2 2610 2703,6 2394 3402 7,63 7,86 7,90 7,78 8,13 65,88 85,09 11,76 131,37 164,31 4,18 4,44 2,46 4,87 5,10 17,47 19,71 6,05 23,71 26,01 31,89 34,89 19,34 37,88 41,46 39,321,0592,95165,46 Slope= 2 2) ( X X nY X XY n = 2) 05 , 21 ( ) 95 , 92 )( 5 () 3 , 39 )( 05 , 21 ( ) 46 , 165 )( 5 ( = 64 , 21035 , 0 Slope= 1,61x10-3 Intersep= 2 22) ( X X nX XY X Y = 2) 05 , 21 ( ) 95 , 92 )( 5 () 05 , 21 )( 46 , 165 ( ) 95 , 92 )( 3 , 39 ( = 64 , 2100 , 170 Intersep= 7,85 Y = 1,61x10-3X+7,85 Lna=7,85Jadi :Sh= 2565,73Re1,61x10-3 a=2565,73 b= 1,61x10-3 Untuk laju alir udara 2500 cc/min Sh Y = ln Sh Re X = log Re X2 XY 1047,6 1699,2 1987,2 1252,8 1552,8 6,95 7,43 7,59 7,13 7,34 65,88 85,09 11,76 131,37 164,31 4,18 4,44 2,46 4,87 5,10 17,47 19,71 6,05 23,71 26,01 29,05 32,98 18,67 34,72 37,43 36,4421,0592,95152,85 Slope= 2 2) ( X X nY X XY n = 2) 05 , 21 ( ) 95 , 92 )( 5 () 44 , 36 )( 05 , 21 ( ) 85 , 152 )( 5 ( = 64 , 2181 , 2 Slope= -0,12 Intersep= 2 22) ( X X nX XY X Y = 2) 05 , 21 ( ) 95 , 92 )( 5 () 05 , 21 )( 85 , 152 ( ) 95 , 92 )( 44 , 36 ( = 64 , 2161 , 169 Intersep =7,83 Y = -0,12X+7,83 Ln a= 7,83 Jadi :Sh =2514,92Re -0,12 a= 2514,92 b=-0,12 NB: GRAFIK TERLAMPIR -4-2024680 1 2 3 4 5 6Y X Grafik Untuk Laju Udara 1800 cc/min -2-10123450 2 4 6 8Y X Grafik Untuk Laju Udara 2300 cc/min -202468101214160 5 10 15Y X Grafik Untuk Laju Udara 2500 cc/min BAB V PEMBAHASAN Absorpsiadalahprosespenyerapanpadaseluruhpermukaanbahanatauzat. Zatyang diserap disebut phase terserap sedangkanyang menyerap disebut absorbent kecualizatpadat,absorbentdapatpulaberupazatcairkarenaituabsorpsidapat terjadiantarazatcairdenganzatcairataugasdenganzatcair.Padapercobaanini, yangmerupakanphaseterserapadalahudara(O2)sedangkanyangmerupakan absorbent adalah air. Dalampercobaanini,padaprinsipnyamenggunakandasarabsorpsiyang merupakansuatuprosespenyerapanpadaseluruhbagiandarilarutan.Alatyang digunakanadalahWettedwallabsorptioncolumn.Wettedwallabsorptioncolumn sendirimerupakanalatyangdigunakanuntukmengamatiterbentuknyalapisantipis filmdarifluidayangmengalirdanterjadinyakontakdenganudaradimanaterjadi perpindahanmassadanperpindahanmomentumsecarabersamaan.Dalamhalini terjadiperistiwadifusidimanagasdiserapolehfluidasehinggafluidamengandung sejumlahgasdanfluidamenguapkedalamgassehinggagasjugamengandung sejumlah cairan. Peristiwa ini terjadi melalui suatu lapisan tipisyang disebut lapisan film. Prosesabsorpsiyangterjadisecaracountercurrentdimanaairdanudara dikontakkansecaraberlawanan.Airdimasukkankedalamwettedwallabsorption columnmelaluibagianataskolomsedangkanudara(O2)dimasukkankedalam kolommelaluibagianbawahkolom.Berlangsungnyaprosesabsorpsidalamwetted wallabsorptioncolumndipengaruhiolehkemampuandariliquidabsorbant (penyerap)untukmengikatataumenyerapgas.Terjadiprosespenyerapandidalam kolom absorber dapat dilakukan dengan berbagai cara, sebagai contoh sieveand tray typedimanagasyangakandiserapdialirkanpadabagianbottomkolomdanpelarut (absorbant)dialirkandaribagiantopkolom,terjadikontakantaragasdenganliquid terjadipadapermukaansieveandtray,sehinggagasyangmengalirakan diikat/diserap oleh pelarut. Setelahairmasukkepompa2danmelaluidebitair,airmasukkesensor probe1.sensorprobemerupakanalatuntukmengukurkadarO2yangterkandung dalamairsebelumairmasukkekolomwettedwalltempatterjadinyaabsorpsi. Setelah masuk, kompresor udara dihidupkan maka udara akan masuk ke dalam kolom wetted wall melalui suatu penyaring udara sehingga tidak semua gas yang terkandung dalamudaratersebutakanikutmasukkedalamkolom.Halinidimaksudkanagar hanya O2 saja yang mengalir dalam kolom sehingga dapat diketahui perubahan kadar O2setelahterjadikontakdenganfluidayangmengalir(dalamhaliniadalahair). Perubahan kadar O2 diketahui dari fluida yang mengalir melalui sensor probe 2 yang mengukur kadar O2 yang keluar dari kolom. Pompa 1 berfungsi untuk menyedot air yang disuplai dalam bak air agar dapat masukkedalamkolomdeocsigenerator.Kolominiberfungsiuntukmengurangi kandungan O2 dalam fluida sebelum fluida tersebut dialirkan ke dalam kolom wetted wallabsorption.Selainitukolominijugaberfungsisebagaipenstabilfluidaagar fluidatersebutpadasaatmemasukikolomwettedwalltidakmemberikangejolak yangdapatmengganggujalannyapercobaansehinggapadaakhirnyaakan mempengaruhi hasil pengamatan. Dari percobaan yang dilakukan dapat dilihat adanya perbedaan kadar O2 yang masukdan keluar dari kolom wetted wall. Perbedaan ini terjadi untuk semua laju alir udara yang berbeda. Hasil data yang diperoleh menunjukkan bahwa kadar O2 keluaran lebih besar daripadakadarO2padainlet.Halinimenunjukkanbahwatelahterjadipenyerapan oksigen(O2)olehfluida(air)sehinggaairyangkeluarmemilikikadariksigenyang lebih besar. Apabilaflowrateudaradinaikkandanflowrateairtetap,makaproses penyerapanoksigenjugaakanbertambahbesar,halinidikarenakanolehluas permukaanairakanmenjadilebihbesarsehinggakontakdenganudaraakan bertambah besar yang menyebabkan proses penyerapan oksigen menjadi lebih besar. Padalajualirairyangberbedaterdapatdatayangsama,halinimungkin disebabkanolehkalibrasiangkapadaalatpengukurkadarO2(DOmeter)yangtidak mencapaiangka100.Selainitukemungkinandisebabkanolehadanyakebocoran pada alat, khususnya pada tabung deoksigenerator. Kesalahanyangterjadidalampercobaaniniadalahkurangtelitinyadalam pembacaanskalapadaDOmeter(alatnyatidakberfungsidenganbaik)dankurang tepatnya meletakkan skala pada laju alir O2 dan laju alir air. Dalampelaksanaanpercobaaninialatpercobaanmengalamigangguan dimanapenyaringudaramenjadibasaholehairyangmengalirturundarikolom wettedwall.Halinidapatmempengaruhipercobaandimanahembusanudarayang masukkedalamkolomwettedwalldapatberkurangkarenapenyaringyangbasah menyebabkanudarasulitmelewatipenyaringtersebut.AkibatnyaO2yangterserap hanyasedikitsehinggakadarO2keluarantidakjauhberbedadengankadarO2yang masuk ke kolom absorpsi. PengukurankadarO2dilakukansetelahfluidamengalirdalamkolomwetted wall dan membentuk lapisan film yang tipis dan kompresor udara dihidupkan. Untuk mengukur kadar O2 ini harus ditunggu dahulu selama beberapa menit atau setidaknya setelah60detikuntukmemberiwaktupadaO2yangmasukuntukmelaluisaringan udara khusus sampai O2 tersebut berkontrak dengan fluida. Pada percobaan yang telah kami lakukan terlihat bahwa pembentukan lapisan filmpadakolomkurangsempurna.Kamiberasumsibahwabanyakfaktoryang menyebabkan hal ini terjadi, diantaranya: a. Posisi kolom yang tidak tepat tegak lurus. b. Dinding di dalam tabung dimana dilalui liquid sekaligus tempat terjadinya absorpsi kurang begitu bersih. c. Adanya kebocoran kolom deoksigenerator. Untukmenghitungmassflowrateair(I)makalajualirairdikalikandenagnmassa jenis air (air) dan dibagi dengan wetted parameter (WP), dimana wetted parameter ini didapat dengan mengalikan diameter kolom dengan t.DarihasilperhitungandidapatbilanganReynold(Re)untukmasing-masing lajualirudaradenganmengalikanmassflowrateair(I)dengan4dandibagi viskositasair(),dimanamakinbesarlajualirmakamakinbesarpulabilangan reynoldtersebut.Daridatadanperhitungandapatdiketahuibahwaalirantersebut laminer, karena bilangan reynold yang diperoleh kurang dari 2000. Bilangannumberyangadatergantungdariflowmetrikairnya,halinipun terjadipadafluksimassa(J)yangmerupakanfungsidarilajualirairperubahan konsentrasi O2 yang terlarut dalam air. Untukmenentukanberapabesarkoefisienperpindahanmassa(KL)padafase liquidmakaharusdiketahuihanyafluksmassanyadanbesarnyakonstantayang terlarut.Makinbesarnilaifluksimassamakakoefisienperpindahanmassajuga makinbesardimanakoefisienperpindahanmassainidigunakanuntukmenghitung bilanganSherwooddenganmengalikankoefienperpindahanmassa(KL)dengan tinggi kolom (z) dan dibagi dengan difusivitas O2 dalam air (DL). Grafikantarabilangannumber(Re)danSherwood(Sh)masing-masing seharusnya adalah merupakan garis lurus yang menunjukkan persamaan linier. SecarateoridiperolehhubunganReynoldnumberdenganSherwoodnumber adalah : 3183 , 0Re 023 , 0 sc shav = Dari rumus di atas dapat kita lihat bahwa nilai Sherwood number lebih kecil dari nilai Reynoldnumber.NilaiSherwoodnumberakansemakinbesarapabilanilaiReynold number kita tingkatkan [ rumus Re = dv]. BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan 1.Absorpsi gas merupakansuatu operasi dimana campuran gas dikontakkan dengan liquiddengantujuanuntukmelewatkansuatukomposisigasdanmenghasilkan larutan gas dalam liquid. 2.Padaoperasiabsorpsigasterjadiperpindahanmassadarifasegasmenujufase liquid. 3.PadaProsesperpindahanmassamerupakansuatuprosesberpindahnyasuatu bagian pokok dari daerah berkonsentarsi tinggi ke daerah berkonsentrasi rendah. 4.Wettedwallabsorptioncolumnmerupakanalatyangdigunakanuntuk membuktikanterjadinyaprosesabsorpsiO2olehairyangditandaidengan terbentuknyalapisanfilmdanmeningkatnyakadarO2outletpadaairlebihbesar daripada inlet. 5.ProsespenyerapanO2 olehairdipengaruhiolehbeberapafaktor,diantaranyalaju alirair,lajualirudara,ketelitianalatyangdigunakandalampercobaan,danlain-lain. 6.Makin besar laju alir air maka makin besar pula O2 yang diserap oleh air. 7.Makin besar laju alir udara maka makin besar pula O2 yang diserap oleh air. 8.Semakinbesarlajualiranudara,makasemakinbesarpulakoefisienperpindahan massa (KL), Reynold Number (Re) dan Sherwood Number-nya (Sh). 9.Semakinbesarlajualiranair,makasemakinbesarpulakoefisienperpindahan massa (KL), Reynold Number (Re) dan Sherwood Number-nya (Sh). 6.2 Saran Alatyangdigunakandiharapkandapatberfungsisebagaimanamestinya (kerusakan dapat diminimalisasi), untuk itu diperlukan sikap yang bertanggung jawab darikitasebagaipraktikandalammenggunakanalattersebut,dalamartibahwakita jangan sampai berbuat sesuka hati terhadap semua peralatanyang ada sehingga pada akhirnyadapatmenimbulkankerusakanyangtentunyaakanmerugikankitasendiri sebagai praktikan. DAFTAR PUSTAKA Traybal,E,Robert.1985.Mass-TransferOperationsthirdedition.McGraw-Hill Book Company. Singapore Warren, L. Mc Cabe, Julian C, Smith, and Peter Harriot. OperasiTteknik Kimia Edisi Ketiga. Erlangga. Jakarta RobertE.Treyball,1987,MassTransferOperation,3rdedition,Mc.GrawHill Book Company, New York. Welty, J.R., C.E. Wicks, R.E. Wilson, 1984, Fundamental of Momentum, Heat, and Mass Transfer , 3rd edition, John Wiley & Sons Inc., New York Perry, RH and Chiton, CH,1984, Chemical Engineering Hand Book, 7 th edition, Mc. Graw Hill Kogakusha Ltd. Tokyo. Lampiran 1 Gambar Alat KOLOMABSORBER DEBIT UDARA DEBIT AIRPUM1 PUM2KOMP POWERP-1P-2KPKOLOM DEOKSIGENERATORBAK AIR Jelaskan Perpindahan Massa Dan Panas Pada Kolom Absorber Dan Stripper Serta Design Kolom Absober PENDAHULUANDiindustrikimiamaupundalamkehidupansehari-hariseringdijumpai operasipemisahansuatubahanataulebihdaricampurannyamenggunakandasar transfer massa antar fase (difusi antar fase), misalnya : 1)transfersolutdarifasegaskefasecair,dijumpaipadaabsorpsi,dehumidifikasi, distilasi 2)transfer solut dari fase cair ke fase gas, dijumpai pada desorpsi, humidifikasi 3)transfersolutdaricairansatukecairanlainyangtidaksalinglarut,dijumpaipadaekstraksi cair-cair 4) transfer solut dari padatan ke fase cair, dijumpai pada drying dan leaching 5)transfersolutdaricairankepermukaanpadatan,dijumpaipadaadsorpsidanion exchange. Absorberdanstripperadalahalatyangdigunakanuntukmemisahkansatu komponenataulebihdaricampurannyamenggunakanprinsipperbedaankelarutan. Solutadalahkomponenyangdipisahkandaricampurannyasedangkanpelarut (solvent;sebagaiseparatingagent)adalahcairanataugasyangmelarutkansolute. Karenaperbedaankelarutaninilah,transfermassasolutdarifasesatukefaseyang lain dapat terjadi. Absorbsiadalahoperasipemisahansolutdarifasegaskefasecair,yaitu denganmengontakkangasyangberisisolutdenganpelarutcair(solven/absorben) yang tidak menguap. Strippingadalahoperasipemisahansolutedarifasecairkefasegas,yaitu dengan mengontakkan cairan yang berisi solute dengan pelarut gas ( stripping agent) yang tidak larut ke dalam cairan. Berdasarkancarakontakantarfase,alattransfermassadifusionaldibagi menjadi 2 jenis, yaitu : Tugas Umum 1) proseskeseimbangandimanaoperasidengankeseimbanganantarfase,yaitualat dengankontakbertingkat(stagewisecontact/discreet),misalnyamenara menggunakan plat atau tray. 2) prosesdikontrolkecepatantransfermassa,yaitualatdengankontakkontinyu( continuouscontact),misalnyamenarasembur,gelembungataumenggunakan bahan isian (packing). Keseimbangan Menurutteorilapisanfilm,jikaduafasedikontakkan,dibatasantarfase terdapat keseimbangan fase.Olehkarenaitu,korelasiataudata-datadilapisanbatasfaseinisangatperlu diketahui.Data-datakeseimbangantelahbanyaktersedia,meskipunpenelitian tentang hal ini masih perlu dilakukan. Beberapa buku, terutama termodinamika telah menyajikandatakeseimbanganuntuksistemtertentu,misaldatakelarutangasdi Perry ( 6th ed., pp. 3-101 3-103) Kolom Absorpsi Adalahsuatukolomatautabungtempatterjadinyaprosespengabsorbsi (penyerapan/penggumpalan) dari zat yang dilewatkan di kolom/tabung tersebut.Prinsip Kerja Kolom Absorpsi 1) 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. 2)Campurangasyangmerupakankeluarandarireaktordiumpankankebawah menaraabsorber.Didalamabsorberterjadikontakantarduafasayaitufasagasdan fasa cair mengakibatkanperpindahan massa difusional dalam umpan gasdari bawah menarakedalampelarutairsprayeryangdiumpankandaribagianatasmenara. Peristiwaabsorbsiiniterjadipadasebuahkolomyangberisipackingdengandua tingkat.KeluarandariabsorberpadatingkatImengandunglarutandarigasyang dimasukkan tadi. GambardiatasadalahcontohprosesSebuahkolomdestilasijugadapatdigunakan untukmendaurulang.Absorberyangterpolusidilewatkankedalamdestilasikolom. Dibawahnya, pelarut dikumpulkan dan dikirim kembali ke absorber. PERPINDAHAN MASSA (TRANSFER MASS)Absorberdanstripperadalahalatyangdigunakanuntukmemisahkansatu komponen atau lebih dari campurannya menggunakan prinsip perbedaan kelarutan. Solut adalahkomponenyangdipisahkandaricampurannyasedangkanpelarut(solvent; sebagaiseparatingagent)adalahcairanataugasyangmelarutkansolut.Karena perbedaankelarutaninilah,transfermassasolutdarifasesatukefaseyanglaindapat terjadi. Absorbsi adalah operasi pemisahan solut dari fase gas ke fase cair, yaitu dengan mengontakkangasyangberisisolutdenganpelarutcair(solven/absorben)yangtidak menguap.Strippingadalahoperasipemisahansolutdarifasecairkefasegas,yaitu dengan mengontakkan cairan yang berisi solut dengan pelarut gas ( stripping agent) yang tidaklarutkedalamcairan.Ada2jenisabsorbsi,yaitukimiadanfisis.Absorbsikimia melibatkanreaksikimiaantarapelarutcairdenganarusgasdansoluttetapdifasecair. Dalamabsorbsifisis,solutdalamgasmempunyaikelarutanlebihbesardalampelarut cairan,sehinggasolutberpindahkefasecair.Absorbsidenganreaksikimialebih menguntungkanuntukpemisahan.Meskipundemikian,absorbsifisismenjadipenting jikapemisahandenganreaksikimiatidakdapatdilakukan.Absorberdanstripper seringkalidigunakansecarabersamaan.Absorberdigunakanuntukmemisahkansuatu solutdariarusgas.Stripperdigunakanuntukmemisahkansolutdaricairansehingga diperolehgasdengankandungansolutlebihpekat.Hubunganabsorberdanstripper ditunjukkan dalam gambar 1. Ditinjau transfer massa solut (A) dari fluida I ( gas) ke fluida II ( cairan). Cairan PAi Gas, PAG XAL XAi Perpindahanmassaakanberlangsungselamaadaperbedaankonsentrasi dilapisanfilm.Jikakonsentrasidibatasfasesudahsamadengankonsnentrasidi badanutama,makakeadaanjenuhataukeseimbangantelahtercapai.Dariuraiandi atas, tampak bahwa hubungan keseimbangan menjadi sangat penting untuk diketahui. Hal ini dapat digunakan untuk menentukan profil konsentrasi di kedua fase. PERPINDAHAN PANAS(HEAT TRANSFER) Padakolomabsorberperpindahanpanasterjadidaritemperaturtinggike temperatur yang rendah, dimana pada percobaan ini terjadi kontak antara gas dengan air,disiniakanberpindahnyapanasdarigaskeair,disinilahfenomenaperpindahan panasterjadi.Padakolomstripperterlihatprosesperpindahanpanasketika gelembung gelembung terlihat dari air, pada percobaan ini. Design Kolom Absober ABSORBER (AB 01) Fungsi: Menyerap ClO2 dengan menggunakan air sebagai absorben Tipe: Packed Tower Bahan konstruksi : Carbon steel Gambar: Kondisi Operasi: 1)Temperatur : 30oC 2)Tekanan: 2 atm 1)Data-data Karakteristik Fluida a) Gas (Hysis) G= 1.528.0277 kg/jam = 0,4244 kg/s G = 24,5840 kg/m3 G= 1,0. 10-4 kg/m.s DG= 6,79 . 10-6 m2/s BMAV= 39,1677 kg/kmol b) Liquid(Hysis) L= 14.054,6021 kg/jam= 3,9041 kg/s L = 998 kg/m3 L = 8,50 . 10-4 kg/m.s DL= 2,89 . 10-9 m2/s BMAV= 18 kg/kmol o= 0,5358 N/m 2)Menentukan SCG dan G untuk gasLiquid leaving= jumlah liquid yang keluar dari absorber = 15.277,4653 kg/jam = 4,2437 kg/s 5 , 0.''((

((

G LGGL = 1,5889 DariMasstransferoperation,Treybalhal195,pressuredropdesainuntukabsorber berkisar antara 200 - 400 N/m2 per meter packed depth. Diambil pressure drop = 400 N/m2 Darifigure6.34floodingandpressuredropinrandom-packedtower,Treybalhal. 195 untuk pressure drop = 400 N/m2, maka diperoleh : C G L G0,1L f2g . ) ( . J . . C . G' = 0,08 Dari tabel 6.3, tabel 6.4 dan tabel 6.5, Treybal hal 196-199, 205, 206 dipilih : Jenis packing= Ceramic Rasching Rings Nominal size= 50 mm= 2 in Wall Thickness = 6 mm CD= 65 Cf= 135,6 = 0,74 ap= 92 m2/m3 = 28 ft2/ft3 m= 31,52 n= 0 p= 0,481 ds= 0,0725 sehingga : 0,080g . ) ( . J . . C . G'C G L G0,1L f2=

Dimana:J = 1gc = 1 5 . 01 , 0. .. ) ( . 018 , 0'(((

=J CgGL fc g L g s m kgG. / 7285 , 71 . ) 10 . 50 , 8 ( . 651 . ) 5840 , 24 998 ( . 5840 , 24 . 018 , 0'25 . 01 , 0 4=((

= .s kmol/m 0,1973 kg/kmol 39,1677.s kg/m 7,7285 BMG'G22AV=== G GGCGD . S =0,5990/s m 10 6,79. . kg/m 24,5840kg/m.s 10 . 1,0S2 6 - 3-4CG== 3)Perhitungan Diameter Absorber a) Cross Section Area Tower : 22m 8658 , 0.s kg/m 7,7285kg/s 0,4224G'GA=== b) Diameter Kolom Absorber : m 0502 , 13,140,8658m . 4A . 4D0,520,5=((

=((

= 4)Menentukan SCL dan L untuk Liquid .s kg/m 4,5092m 0,8658kg/s 3,9041ALL'22=== .s kmol/m 0,2505kg/kmol 18.s kg/m 5092 , 4BML'L22AV=== 295,2178/s m 10 . 2,89 . kg/m 98 9kg/m.s 10 8,50. D . S2 9 - 34 -L LLCL=== 5)Menentukan Hold Up L= 4,5092 kg/m2.s L= 0,2505 kmol/m2.s Dari tabel 6.5, Treybal, hal 206 diperoleh : Untuk Ceramic Rasching Ring, nominal size = 50 mm = 2in : ds = 0,0725 m = 1,508 . ds0,376

= 1,508 . (0,0725)0,376 = 0,5622 L = 998 kg/m3 L = 0,5358 N/m Dari tabel 6.5, Treybal, untuk L < 0,012 kg/m.s, diperoleh persamaan: 3 31,2141,21s4LsW/ m 0,0059(0,0725).10 2,47d10 . 2,47m === 3 320,499 62s0,499 6LtW/ m 0,0380(0,0725)4,5092) . (737,5 10 . 2,09d) L' . (737,5 .10 2,09m === LoW = LtW - LsW= 0,0380 0,0059 = 0,0321 m3/m3 L' log 0,262 0,17370,43 0,84L0,13L0,570,0731) L' . (2,024 . . L' . 975,7H|.|

\|=5092 , 4 log 0,262 0,17370,43 0,840,13 -4 0,570,0730,53581) 4,5092 . (2,024 (998)) 10 . (8,50 (4,5092) . 975,7H|.|

\|=H = 0,9730Dari tabel 6.5, Treybal, diperoleh : Lo = LoW . H = 0,0321 . 0,9730 = 0,0312m3/m3 3 30,37L1,21s0,99 0,02LLs/ 0423 , 0 . d . . 0,0486m m == Lt = Lo + Ls = 0,0312+ 0,0423 = 0,0735 m3/m3 6)Interfacial Area Daritabel6.4,Treybal,untukCeramicRaschingRingpadanominalsize50mm(2 in) diperoleh: m = 31,52 n= 0 p= 0,481 3 2Pn0,5GAw/m m 65,0440 L'G' . 808m =((

= 3 2LoWLoAw A/ m 63,2863 m == 7)Menentukan Operating Void Space Dalam Packing : Dari tabel 6.3 Treybal diperoleh : = 0,74 Lo = Lt (Treybal, eq.6.71) = 0,74 0,0735 = 0,6665 0,36Lo Gs2/3CG G) (1 . G' . d1,195GS . F((

= (Treybal, eq.6.70) FG = 0,0100 kmol/m2.s 8)Menentukan Koefisien Fase Liquid : 0,5CL0,45LsLs LSL' . d25,1Dd . k||.|

\|= (Treybal, eq. 6.72) kL= 2,49926 . 10-4 kmol/m2.s (kmol/m3) 33AVLkmol/m 4444 , 55/ 18/ 998

BMC===kmol kgm kg FL = kL . C = 2,49926 . 10-4. 55,4444 = 0,0139kmol/m2.s 9)Menentukan Koefisien Volumetrik a) Gas : FGa= FG . A = 0,0100 kmol/m2.s . 3 2/ m 2863 , 63 m= 0,6326 kmol/m3.s b) Liquid : FLa = FL . A = 0,0139kmol/m2.s . 3 2/ m 63,2863 m= 0,8770 kmol/m3.s 10) Menentukan Tinggi Transfer Unit Overall 65,4818 . 0,85 LoWLtWAw A== m ,3119 0FGHGatG== m 2857 , 0FLHLatL== 0010 , 01000 x 21,9620PPmt===- 11) Menentukan Heights of Transfer Unit G . mLA =A= 1294,1383 m 0,6243 AHH HLG . mH HtLtG tL tG tOG=+ + + = 12) Menentukan Number of Transfer Unit AA A m y xm y xNtOG111)11 (//ln1 11 2((

+ = (Treybal, eq.8.50) A= 33,7445 Dimana : y1 =fraksi mol CO2 dalam fase gas feed=0,8083 y2 =fraksi mol CO2 dalam fase gas top kolom=1,96 . 10-6 x1 =fraksi mol CO2 dalam fase liquid bottom=0,0227 x2 =fraksi mol CO2 dalam solven=0 maka diperoleh : AA A m y xm y xNtOG111)11 (//ln1 11 2((

+ =NtOG= 12,9390 13) Tinggi Packing, Z : Z= HtOG . NtOG = 8,0079 m 14) Tinggi Head Packing, H H= 1/8 x D = 0,1313 m 15)Tinggi Absorber, HAB HAB= Z+ 2H = 8,0079 m +2 (0,1313 m) = 8,3404 m 16) Menentukan Pressure Drop Pressure drop untuk packing yang terbasahi P1 = P . Z = 400 N/m2 . 8,0079 = 3231,1493 N/m2 (untuk tiap 1 meter packing) G = 24,5840 kg/m3 CD= 135,6(Tabel 6.3, Treybal) G= 7,7285 kg/m2.s 2'.((

=AGDGCZP 2/ 4011 , 13 m NZP=A (untuk tiap 1 meter packing) Pressure drop total untuk packing = 3231,1493 N/m2 + 13,4011 N/m2 = 3244,5504 N/m2 = 0,0320 atm 17) Tebal Dinding Kolom cjCP . 0,2 E . S . 2D . Pt += (Peter, tabel. 4, hal 573) dimana : P= Tekanan design= 2 atm= 29,3920 psi D= Diameter vessel= 1,0502 m= 41,3466 in S= Working stress allowable = 13.700 psi(table 4, Peter, hal538) E= Joint effisiensi= 0,85(table 4, Peter, hal538) C= Korosi maksimum= 0,09375 in(table 6, Peter, hal538) Maka : t= 0,1459 in = 0,0037 m = 0,3707 cm IDENTIFIKASI Nama AlatAbsorber-01 Kode AlatAB 01 Jumlah1 buah OperasiKontinyu Fungsi MenyerapprodukClO2dengan menggunakan air sebagai absorben DATA DESIGN TipePacked Tower Tekanan2 atm Temperatur30 oC Diameter kolom1,05 mTinggi Absorber8,34m Tebal Dinding0,037m Packing : Jenis Packing Nominal size Wall thickness Ceramic Rasching Rings 50 mm (2 in) 6 mm Bahan KonstruksiCarbon Steel APLIKASI ABSORBSI PADA INDUSTRI PDAM / PENGOLAHAN AIR MINUM Absorpsiadalahprosespenyerapanpadaseluruhpermukaanbahanatauzat yangberlangsungdalamsuatukolomatauabsorber.Zatyangdiserapdisebutfase terserapsedangkanyangmenyerapdisebutabsorbenkecualizatpadat.Absorben dapat pula berupa zat cair karena itu absorpsi dapat terjadi antara zat cair dengan zat cairataugasdenganzatcair.Terjadinyaprosesabsorpsidipengaruhiolehbeberapa faktor diantaranya yaitu: 1) kemampuan pelarut yang digunakan sebagai absorben 2) laju alir dari pelarut3) jenis atau tipe kolom yang digunakan 4) kondisi operasi yang sesuai, dll Di dalam suatu kolom absorber,gasyang akan diserap dialirkan pada bagian bottom kolom, sedangkan liquid atau pelarut dialirkan pada bagian top kolom. Hal ini disebabkankarenagaslebihringandanmudahmenyebardaripadaliquid,sehingga kontakantaraliquiddangasakanberlangsungdenganbaikdanjugamempengaruhi banyaknya gas yang diserap oleh pelarut atau liquid.Absorpsi dikelompokan menjadi: 1)Proses absorpsi yang berlangsung secara fisika terdiri dari absorpsi dan dekripsi. 2)Prosesabsorpsiyangberlangsungsecarakimia,prosesinibiasanyadisertaioleh reaksi kimia. Perpindahanmassamerupakanperpindahansatuunsurdarikonsentrasiyang lebih tinggi ke konsentrasiyang lebih rendah. Misalnya kita masukangula ke dalam secangkirkopi,dimanagulaakanlarutdankemudianberdifusisecaraseragamke dalam secangkir kopi tersebut.Perpindahanmassamerupakanprosespentingdalamprosesindustri,misalnya dalampenghilanganpolutandarisuatualirankeluaranpabrikdenganabsorpsi, pemisahangasdariairlimbah,difusineutrondalamreaktornuklir.Absorpsigas Tugas Khusus Dewi Angelina03091003010 merupakanoperasidimanacampurangasdikontakandenganliquidyangbertujuan untukmelewatkansuatukomposisigasataulebihdanmenghasilkanlarutangas dalamliquid.Padaoperasiabsorpsigasterjadiperpindahanmassadarifasegaske faseliquid.Kecepatanlarutgasdalamabsorbenliquidtergantungpada kesetimbanganyangada,karenaitudiperlukankarakteristiksistemgasliquid. Mekanismeperpindahanmassaterjadisepertipadaperpindahanpanas,tergantung padagerakanyangterjadidalamsistem.Mekanismeperpindahanmolekuldidapat dari studi teori kinetik gas dan cairan atau dari keadaan fisis padatan. Pada operasi absorpsi gas terjadi perpindahan massa dari fase gas ke fase liquid. Kecepatan larut gas dalam absorben liquid tergantung pada kesetimbangan yang ada, karena itu diperlukan karakteristik kesetimbangan sistem gas liquid. Absorpsigasmemilikitujuanantaralainadalahuntukmenghilangkankomposisi tertentucampurangas.Selainitu,denganabsorpsidapatdihasilkanlarutankhusus, misalnya O2 murni. Laju absorpsi dapat dinyatakandengan empat cara yang berbeda, yaitu dengan menggunakan : 1) Koefisien individual 2) Koefisien menyeluruh atas dasar fase gas atau liquid 3) Koefisien Volumetrik 4) Koefisien per satuan luasPadakebanyakkanperhitunganyangdigunakankoefisienvolumetrik,karena koefisienpersatuanluaslebihsulitmenentukannyadanjugakarenatujuan perhitungan rancang ialah menentukan volume total instalasi penyerap. Tetapi berbeda dengan proses absorbs yang berada pada alat Watted Wall Absorption Coulumn,adayangmenggunakanprinsipabsorbsidengan2fase,yakniantarafase gasdancair,padapengolahanairminum,menggunakanprosesabsorbsdenganfase antara fase cair dengan cair. Fungsi Absorpsi pada Industri :1) Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah fasenya 2) Contoh:Formalinyangberfasecairberasaldariformaldehidyangberfasegas dapat dihasilkan melalui proses absorbsi. Contoh Absorbsi (liquid-liquid) padaPDAM (SURAKARTA) PDAMkotaSurakartamenyatakanternyatasumur-sumurdiSurakarta mengandungkadarunsurlogamyangmelebihiambangbatasmisalnyaMendungan (Mangansebesar0,82mg/l),Makamhaji(kadarMangan0,62mg/L),diKartasura (kadarBesi0,54mg/L),Makamhajikesadahannyamencapai600Mg/L.Sedangkan berdasarkanstandardariPermenkesNo.416/Menkes/Per/IX/1990tentangSyarat-SyaratdanPengawasanKualitasAirMinumdisebutkanbahwakadarmaksimal Mangan dalam air minum adalah sebesar 0,1 mg/l sedang dalam air bersih maksimal 0,5mg/l.KadarBesiairberrsih1,0mg/ldanairminum0,1mg/lsedangkan kesadahan air bersih dan air minum 500 mg/l. Dengan demikian dapat dimungkinkan kandunganbeberapalogamdalamairsumurdiKecamatanKartasuramelebihi ambangbatas.Masyarakatpadaumumnyatidakmengetahuiakanhalini,terlihat sebagianbesarmerekamenggunakanairsumuruntukmencukupikebutuhanair rumahtanggatanpaadaperlakuankusus.Halinidimungkinkanakibatpersepsi masyarakatterhadapairbersihmasihkurangkarenaketerbatasanpengetahuannya. Dengandemikian,perluadanyasuatukajiantentangkarakteristikairsumurgalidi wilayahitudansuatuperlakuanupayapenjernihanuntukmemenuhikebutuhanair bersih.Untukmengupayakanpenjernihanairyangberasaldarisumurbiasanya hanya memerlukan bahan penyaringan sebagai absorber unsur logam sehingga dapat sekaliguswarna,baudandimungkinkankadarlogamjugaturun.Arangsering digunakansebagaiabsorberkarenadapatmelakukanabsorbsi/penyerapanunsur-unsurlogam ataupun fenol dalam air sehingga menjadi jernih. Absorbsi yang sering digunakanadalaharangaktifyangdalampengolahanairbiasanyadipakaidalam saluranberfilterarangaktif.Arangkayu,arangbatubarajugamempunyaisifat absorben seperti halnya pada arang aktif. Arang batu bara dapat dimanfaatkan sebagai media penyaring air yang dapat menurunkan kadar Besi dan menurut mendapatkan 42 MIPAVol.14,No.1,Januari2004:4051optimasidalampengaliransecara langsung sepanjang 100 cm arang batubara dengan ukuran dari 1 mm2, 3 mm2 dan 5 mm2 dapat menurunkankadar Mn lebih dari 50%. Padahal Arang batubara sebagai limbahdaripengecoranlogamselamainibelumdimanfaatkan.Masyarakatpada umumnya juga memandang arang kayu maupun arang batok kelapa merupakan bahan bakar saja, artinya belumdimanfaatkan untuk penjernihan air. Dengan demikian hal inidapatdijadikansebagaisalahsatualternatifpengolahanairminumdansangat menarik untuk dikembangkan dalam penelitian guna menurunkan unsur-unsur logam danmikrobiadalamair.Supayamengoptimalkansifatabsorbennyamakabesarnya arang dibuat beragam, misalnya ukuran kurang dari 1 mm2, 3 mm2 dan 5 mm2. Arang tempurung kelapa sebagai absorber memiliki titik kejenuhan yaitu saat permukaan arang telah mengabsorbsi bahan nterlarut dalam air. Oleh sebab itu untuk UntukmengetahuiadanyapenurunankadarKadarMangandalammg/lmaka diperlukanperhitunganselisihantarakadarManganperlakuandikurangikadar Manganairkontrol.mengetahuiseberapalamapemakaianarangmampudigunakan sebagaiabsorber,penelitianinimenggunakanperlakuanjumlahpenggunaanarang.Dengandemikianarangtempurungkelapadapatdijadikansebagaisalahsatu alternatif untuk pengolahan air sumur gali, khususnya dalam menurunkan kadar Besi dan kekeruhan . Arang tempurung memiliki kapasitas yang tinggi dalam mengabsobir gasdanzatzatwarna.Selainbersifatekonomis,arangtempurungmerupakansisa buanganataulimbahindustrimaupunrumahtangga,sehinggadapatmemanfaatkan limbah sebagai media untuk pengolahan air bersih. Arang tempurung kelapa ini yang berperansebagaiabsorbenakanmenyeraplogam-logamberatdenganpenyerapan ion-ionbebasyangadapadaair,termasukBesi.Karbonaktifadalahsuatubahan yangberupakarbonamorfyangsebagianbesarterdiridarikarbonbebasserta mempunyaikemampuandayaserap(adsorpsi)yangbaik.Karbonaktifdigunakan sebagaibahanpemucat(penghilangzatwarna),penyerapgas,penyeraplogam,dsb. Dari bahan tersebut yang paling sering dipergunakan sebagai bahan adsorbent adalah activated karbon atau lebih dikenal sebagai arang batok kelapa/tempurung kelapa. Pengolahan air minum merupakan upayauntuk mendapatkan airyang bersih dansehatsesuaidenganstandarmutuairuntukkesehatan.Standarbakumutuair minumditetapkanberdasarkanPeraturanMenteriKesehatanRINomor01tahun 1975 tentang Syarat syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum. Ketentuan standar mutu air minum dapat dilihat pada tabel 1.Proses pengolahan air minum merupakan prosesperubahan sifatfisik, kimia, danbiologiairbakuagarmemenuhisyaratuntukdigunakansebagaiairminum. Tujuan dan kegiatan pengolahan air minum adalah : a)menurunkan kekeruhan,b)mengurangi bau, rasa, dan warna,c)menurunkan dan mematikan mikroorganisme,d)mengurangi kadar bahan-bahan yang terlarut dalam air,e)menurunkan kesadahan, dan f)memperbaiki derajat keasaman ( pH ).Pengolahanairdapatdilakukansecaraindividumaupunkolektif.Dengan berkembangnyapendudukdanteknologidiperkotaan,pengolahanairkhusus dilakukanolehperusahaanairminum(PAM).Selainmengolahair,PAMjuga mendistribusikannyakerumah-rumahpenduduk.Namunsebaliknya,didesabelum ada perusahaan yang khusus mengolah dan mendistribusikanair bersih. Oleh karena itu, jika terdapat air yang kualitasnya kurang baik perlu dilakukan pengolahan dengan teknik sederhana dan tepat guna sesuai dengan bahan yang ada di lokasi.Proseskimiapadapengolahanairminumdiantaranyameliputikoagulasi, aerasi,reduksi,danoksidasi.Semuaproseskimiatersebutdapatdilakukansecara sederhana ataupun dengan menggunakan teknik modern.Pengolahanairsecarabiologiuntukmematikanpatogendapatberlangsung bersama-samadenganreaksikimiadanfisikaatausecarakhususdenganpemberian desinfektan.Carayangpalingsederhanauntukmematikanmikroorganismeyaitu dengan pemanasan sampai 1000 C. 1)Prinsip Dasar Pengolahan AirPengolahan air minum merupakan upayauntuk mendapatkan air yang bersih dan sehat sesuai dengan standar mutu air untuk kesehatan. Standar baku mutu air minum ditetapkanberdasarkanPeraturanMenteriKesehatanRINomor01tahun1975 tentang Syarat syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum. Ketentuan standar mutu air minum dapat dilihat pada tabel 1.Proses pengolahan air minum merupakan proses perubahan sifat fisik, kimia, dan biologiairbakuagarmemenuhisyaratuntukdigunakansebagaiairminum.Tujuan dan kegiatan pengolahan air minum adalah a) menurunkan kekeruhan,b) mengurangi bau, rasa, dan warna,c) menurunkan dan mematikan mikroorganisme,d) mengurangi kadar bahan-bahan yang terlarut dalam air,e) menurunkan kesadahan, dan f) memperbaiki derajat keasaman ( pH ).Pengolahanairdapatdilakukansecaraindividumaupunkolektif.Dengan berkembangnyapendudukdanteknologidiperkotaan,pengolahanairkhusus dilakukanolehperusahaanairminum(PAM).Selainmengolahair,PAMjuga mendistribusikannyakerumah-rumahpenduduk.Namunsebaliknya,didesabelum ada perusahaan yang khusus mengolah dan mendistribusikanair bersih. Oleh karena itu, jika terdapat air yang kualitasnya kurang baik perlu dilakukan pengolahan dengan teknik sederhana dan tepat guna sesuai dengan bahan yang ada di lokasi.Proseskimiapadapengolahanairminumdiantaranyameliputikoagulasi, aerasi,reduksi,danoksidasi.Semuaproseskimiatersebutdapatdilakukansecara sederhana ataupun dengan menggunakan teknik modern.Pengolahanairsecarabiologiuntukmematikanpatogendapatberlangsung bersama-samadenganreaksikimiadanfisikaatausecarakhususdenganpemberian desinfektan.Carayangpalingsederhanauntukmematikanmikroorganismeyaitu dengan pemanasan sampai 1000 C. 2)Prinsip Dasar Pengolahan Air :Prinsip dasar pengolahanair di pedesaan meliputi beberapa aspek berikut ini :1) Bersifattepatgunadansesuaidengankondisi,lingkunganfisik,maupunsosial budaya masyarakat setempat. 2) Pengoperasiannya mudah dan sederhana 3) Bahan-bahan yang digunakan berharga murah 4) Bahan-bahan yang digunakan tersedia di lokasi dan mudah diperoleh 5) Efektif, memiliki daya pembersih yang besar untuk memurnikan air.3)Pengolahan Air Secara FisikaPengolahansecarafisikayangmudahdilakukandipedesaanadalah penyaringan (filtrasi), pengendapan (sedimentasi), dan absorpsi. 1) Penyaringan (filtrasi) Penyaringanmerupakanproses pemisahanantarapadatan/koloiddengan cairan.Prosespenyaringanbisamerupakan prosesawal(primarytreatment)atau penyaringandariprosessebelumnya,misalnyapenyaringandarihasilkoagulasi. Bahan padatan umumnya dapat dilihat langsungterapung seperti potongan kayu atau potongansayuran.Bahanpadatanberupalogam,tulang,buluataudaundapat disaring secara kasar atau sedang melalui proses awal (primary treatment). Apabilaairolahanyangakandisaringberupacairanyangmengandung butiranhalusataubahan-bahanyanglarutmakasebelumprosespenyaringan sebaliknyadilakukanproseskoagulasiataunetralisasiyangmenghasilkanendapan. Dengan demikian, bahan-bahan tersebut dapat dipisahkandari cairanmelalui filtrasi. Apabilaairolahanmempunyaipadatandenganukuranseragammakasaringanyang digunakan adalahsinglemedium.Sebaliknya,bilaukuranpadatan beragammaka digunakansaringandualmediumatauthreemedium.Penyaringanairolahanyang mengandung padatan beragam dari ukuran besar sampai kecil/halus dilakukan dengan caramembuatsaringanbertingkat,yaitusaringankasar,saringansedang,sampai saringan halus. 2)Sedimentasi (Pengendapan) Sendimentasimerupakanprosespengendapanbahanpadatdariairolahan. Prosessendimentasibisaterjadibilaairlimbahmempunyaiberatjenislebihbesar daripada air sehingga mudah tenggelam.Prosespengendapanadayangbisaterjadilangsung,tetapiadapulayang memerlukanprosespendahuluansepertikoagulasiataureaksikimia.Prinsip sendimentasiadalahpemisahanbagianpadatdenganmemanfaatkangayagravitasi sehingga bagian yang padat berada di dasar kolam pengendapan sedangkan air murni diatas.3)Absorpsi dan AdsorpsiAbsorpsimerupakanprosespenyerapanbahan-bahantertentu.Dengan penyerapantersebutairmenjadijernihkarenazat-zatdidalamnyadiikatoleh absorben. Absorpsiumumnyamenggunakanbahanabsorbendarikarbonaktif. Pemakaiannyadengancaramembubuhkankarbonaktifbubukkedalamairolahan ataudengancaramenyalurkan airmelaluisaringanyangmedianyaterbuatdari karbonaktifkasar.Sisteminiefektifuntukmengurangiwarnasertamenghilangkan baudanrasa.Proseskerjapenyerapan(absorpsi)yaitupenyerapanion-ionbebas didalam air yang dilakukan oleh absorben. Sebagai contoh yaitu penyerapan ion oleh karbon aktif.Absorpsimerupakanpenangkapan/pengikatanion-ionbebasdidalamairoleh absorben.Contohzatyangdigunakanuntukprosesadsorpsiadalahzeolitdanresin yangmerupakanpolimerisasidaripolihidrikfenoldenganformaldehid.Sebagai contoh pengikatan ion Ca2+ dan Na+ . Setiap gram resindapat mengadsorpsi asam 4-9 mev (milliequivalen). Banyaknya absorbenyang diperlukan tergantung konsentrasi larutan.Semakintinggikonsentrasilarutanmakasemakinbesarpulaadsorbenyang diperlukan untk menjernihkan air.Absorbenyangumumdigunakanadalahkarbonaktifkarenaabsorpsioleh karbonaktficocokuntukpengolahanairolahanyangmengandungfenoldanbahan yangmemilikiberatmolekultinggi.Karbonaktifyangdigunakandapatberbentuk granularatausebukdenganwaktukontak30menitdalamtangkipengolahanyang dilengkapidenganpenganduk.Setiapgramkarbonaktifdapatmengadsorpsi0,4-0,9 gfenol.Karbonaktifbiasanyadibuatdarionthracile,bituminuos,petroluemcoke, dan arang tempurung kelapa atau arang kayu.Aplikasiabsorpsiyaitudengancaramencampurkanabsorbendenganserbuk karbonaktifataudengancaramenjadikarbonktifsebagaimediafiltrasi(filtration bed).Apabilaabsorbendicampurkandenganserbukkarbonaktifmakaselanjutnya larutandisaring.Namun,apabilakarbonaktifdigunakansebagaimediapenyaring makadipilihkarbonaktifyangberbentukgranulardansecaraberkalaharusdicuci ataudigantidenganyangbaru.Disampingdapatmengabsorpsifenol,karbonaktif juga dapat mengabsorpsi racun can mokroorganisme.4)Teknologi Pengolahan Air Minum BeberapateknologipengolahanairminummerupakankombinasiKarbon Aktif (absorbsi) dan Ozonasi pada Proses Pengolahan Air Minum. Proses penjernihan airuntukmendapatkanairyangberkualitastelahdilakukanolehmanusiabeberapa abadyanglalu.Padatahun1771,didalamedisipertamaEncyclopediaBritanica telahdibicarakanfungsifilter(filtrasi)sebagaisistempenyaringuntukmendapatkan airyanglebihjernih.Perkembanganselanjutnyadariprosespengolahanairminum, telahmenghasilkanbahwapembubuhanzatpengendapataupenggumpal(koagulan) dapatditambahkansebelumprosespenyaringan(filtrasi).Selanjutnyaproses penggumpalanyangditambahkandenganprosespengendapan(sedimentasi)dan penyaringan(filtrasi)sertamenggunakanzat-zatorganikdananorganikadalah merupakanawaldaricarapengolahanair.Kiniilmupengetahuantelahberkembang dengancepatnya,telahdiciptakan/didesainsaranapengolahanairminumdengan berbagaisistem.Sistempengolahanairminumyangdibanguntergantungdari kualitassumberairbakunya,dapatberupapengolahanlengkapataupengolahan sebagian.Pengolahanlengkapadalahpengolahanairminumsecarafisik,kimiadan biologi,sedangkanpengolahansebagianadalahpengolahanairminumyangtidak menggunakansemuacaratersebut,tetapihanyasalahsatuatauduacarasaja. Pengolahanlengkapyangterdiridariproseskoagulasi,flokulasi,sedimentasidan filtrasikemudianditambahkanchlorinasidisebutsebagaipengolahanairminum sistemkonvensional,sepertiyangdipergunakanolehhampirseluruhPDAMdi Indonesia.Namun,padasaatini,denganbanyaknyaindustriyangtumbuhdi sepanjangsungaiterutamaindustridengantingkatpencemaranberatsepertitekstil, logam,kimiadanlain-lain,sertatingginyatingkatpertumbuhandanaktivitas manusia,telahmengakibatkanpencemaranpadasungai-sungaiyangmerupakan sumber air baku utama bagi produksi air minum di kota-kota besar. Pada tahun-tahun belakanganini,pencemaranairbakuterjadikarenaurbanisasiyangcepat.Air buangandomestikmengandungpencemarorganiksepertiN-amoniadansurfaktan anionik(deterjensintesis).Untukmencapaipenyisihanbauapek(mustyodor)yang lebihstabildanefektif,BadanPengairanPemerintahDaerahMetropolitanTokyo (BWT)memutuskanuntukmemperkenalkanpengolahanairsistemmaju(advanced system),yaitukombinasipengolahansecaraozonasidanpenyerapan(absorbsi) menggunakan karbon yang diaktivasi secara biologis (Biological Activated Carbon = BAC)yangmulaiberoperasipadabulanjuni1992.Sistembarutersebutdapat menyisihkanbauapek,menjadiairyanglayakbagikonsumen.Selainituprosesini mampu menyisihkan surfaktan anionik, zat organik dan anorganik yang bersifat toxic (racun) sebesar 80%. Adapun tahapan proses secara keseluruhan adalah sebagai berikut: KoagulasiFlokulasiSedimentasiOzonasiProsesBAC(prosesabsorbsi) Chlorinasi Filtrasi Chlorinasi Reservoar.SelainitujugaSalahsatucarauntukmenurunkanjumlahbakteridalamair PDAMadalahdenganmenggunakankoagulanalamidaritanaman.Penelitianyang dilakukandenganmencobamenggunakanbijikelor(Moringaoleifera)sebagai koagulanalamiuntukmengurangijumlahbakterikoliform.Metodologipenelitian yangdigunakanyaitumelakukanpenyerapan(absorbsi)maupunadsorbsibakteri koliformpadaairPDAMdalamfixedbadyangberisiekstrakbijikelorsetinggi15 cmdengandiameter5cmdankecepatanaliran40L/jam.Penelitiandilakukan dengan3kalipengulangan.Kemudiandilakukananalisajumlahkolonibakteri denganujiMPN(ujipenduga/presumtif)padasampelair.Hasilpenelitian menunjukkan penurunan jumlah koloni bakteri kurang dari 3 MPN/ 100 ml pada jam pertamaperlakuanhinggajamkedua.Jumlahbakteriterendahpadaperlakuanjam pertamadankedua.Terjadipeningkatanjumlahbakteridarijamketigahinggajam ke-12,mencapaijumlah81MPN/100ml.Bijikelordenganketinggian15cm memiliki keefektifan absorbsi bakteri koliform sampai 2 jam perlakuan. Jadi,padagambardiatasprosesabsorbsiterjadipadaprosespenyaringandengan filterdimanamenggunakanzeolit,ataupunkarbonaktifsebelummasukkecoal ataupun pasir(sand). Gambar karbon aktif Karbonaktifbutiran(granular),digunakanuntukmediafilterkarbonaktifyang berfungsi untuk menyerap polutan mikro yang ada di dalam air atau untuk menyerap zat warna dan bau. Untukmengolahairsumurmenjadiairyangsiapminum,proses pengolahannyaadalahsepertiditunjukkanpadagambar1.Airdarisumurdipompa dengan menggunakan pompa jet, sambil diinjeksi dengan larutan klorine atau kaporit dialirkanketangkireaktor.Daritangkireaktorairdialirkankesaringanpasircepat untukmenyaringoksidabesiatauoksidamanganyangterbentukdidalamtangki reaktor.Setelahdisaringdengansaringanpasir,airdialirkankefiltermanganzeolit. Filtermanganzeolitberfungsiuntukmenghilangkanzatbesiataumanganyang belumsempatteroksidasiolehkhlorineataukaporit.Darifiltermanganzeolitair selanjutnyadialirkankefilterkarbonaktifuntukmenghilangkanpolutanmikro misalnyazatorganik,deterjen,bau,senyawaphenol,logamberatdanlain-lain. Setelahmelaluifilterkarbonaktifairdialirkankefiltercartrigeukuran0,5mikron untukmenghilangkansisapartikelpadatanyangadadidalamair,sehinggaair menjadibenar-benarjernih.Selanjutnyaairdialirkankesterilisatorultravioletagar seluruhbakteriataumikroorganismeyangadadidalamairdapatdibunuhsecara sempurna.Airyangkeluradaristerilsatorultravioletmerupakanairhasilolahan yangdapatlangsungdiminumDarifiltermanganzeolitairselanjutnyadialirkanke filterkarbonaktif.Filterkarbonaktifiniberfungsiuntukmenghilangkanpolutan mikromisalnyazatorganik,deterjen,bau,senyawaphenolsertauntukmenyerap logam berat dan lain-lain. Pada saringan arangaktif ini terjadi proses adsorpsi,yaitu prosespenyerapanzat-zatyangakandihilangkanolehpermukaanarangaktif. Apabilaseluruhpermukaanarangaktifsudahjenuh,atausudahtidakmampulagi menyerap maka proses penyerapan akan berhenti, dan pada saat ini arang aktif harus diganti dengan arang aktif yang baru. FILTER KARBON AKTIF Dalampengolahanair,karbonaktifdigunakansebagaiadsorbenuntuk menyisihkanrasa,bau,atauwarnayangdisebabkanolehkandunganbahanorganic dalamair,produksampingdisinfeksi,pestisida,danbahanorganiksintetislainnya. Pertimbanganutamadalammemilihkarbonaktifsebagaiadsorbenadalah: Pengoperasianprosesadsorpsiberbedaantarakarbonaktifberbentukbubukdan butiran.Karbonaktifbubukbiasanyadibubuhkanpadaairyangdiolahdandiaduk secaramerataagarterjadikontak,setelahitudiendapkan.Padakarbonaktifbutiran, karbonaktifdijadikansebagaimediafilterdalamsebuahkolomaBsorpsiyang dipasang setelah filter pasir konvensional atau disebut post filtration. a)Bentukarbonaktif(bubukatabutiran) b) Kapasitasadsorptif c) Lajuadsorpsi APLIKASI ABSORBSI PADA PENGOLAHAN LIMBAH PADA INDUSTRI 1) Pengolahan Limbah Cair Industriprimerpengolahanhasilhutanmerupakansalahsatupenyumbang limbahcairyangberbahayabagilingkungan.Bagiindustri-industribesar,seperti industripulpdankertas,teknologipengolahanlimbahcairyangdihasilkannya mungkinsudahmemadai,namuntidakdemikianbagiindustrikecilatausedang. Namun demikian, mengingat penting dan besarnya dampak yang ditimbulkan limbah cair bagi lingkungan, penting bagi sektor industri kehutanan untuk memahami dasar-dasar teknologi pengolahan limbah cair. Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian lingkungan.Apapunmacamteknologipengolahanairlimbahdomestikmaupun industriyangdibangunharusdapatdioperasikandandipeliharaolehmasyarakat setempat.Jaditeknologipengolahanyangdipilihharussesuaidengankemampuan teknologi masyarakat yang bersangkutan. Berbagai teknik pengolahan air buangan untuk menyisihkan bahan polutannya telahdicobadandikembangkanselamaini. Teknik-teknikpengolahanairbuangan yangtelahdikembangkantersebutsecaraumumterbagimenjadi3metode pengolahan: 1)pengolahan secara fisika 2)pengolahan secara kimia 3)pengolahan secara biologi Untuksuatujenisairbuangantertentu,ketigametodepengolahantersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi. 1)Pengolahan Secara Fisika Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, diinginkanagarbahan-bahantersuspensiberukuranbesardanyangmudah mengendap atau bahan-bahanyang terapung disisihkan terlebih dahulu. Penyaringan (screening)merupakancarayangefisiendanmurahuntukmenyisihkanbahan Tugas Khusus Afni Adhiyanti 03091003020 tersuspensiyangberukuranbesar.Bahantersuspensiyangmudahmengendapdapat disisihkansecaramudahdenganprosespengendapan. Parameterdesainyangutama untukprosespengendapaniniadalahkecepatanmengendappartikeldanwaktu detensi hidrolis di dalam bak pengendap.Prosesflotasibanyakdigunakanuntukmenyisihkanbahan-bahanyang mengapungsepertiminyakdanlemakagartidakmenggangguprosespengolahan berikutnya.Flotasijugadapatdigunakansebagaicarapenyisihanbahan-bahan tersuspensi(clarification)ataupemekatanlumpurendapan(sludgethickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation). Prosesfiltrasididalampengolahanairbuangan,biasanyadilakukanuntuk mendahuluiprosesadsorbsiatauprosesreverseosmosis-nya,akandilaksanakan untukmenyisihkansebanyakmungkinpartikeltersuspensidaridalamairagartidak menggangguprosesadsorbsiataumenyumbatmembranyangdipergunakandalam proses osmosa. Prosesadsorbsi,biasanyadengankarbonaktif,dilakukanuntukmenyisihkan senyawaaromatik(misalnya:fenol)dansenyawaorganikterlarutlainnya,terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut. Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unit-unit pengolahankecil,terutamajikapengolahanditujukanuntukmenggunakankembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal. 2) Pengolahan Secara Kimia Pengolahanairbuangansecarakimiabiasanyadilakukanuntuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat,senyawafosfor,danzatorganikberacun;denganmembubuhkanbahankimia tertentuyangdiperlukan. Penyisihanbahan-bahantersebutpadaprinsipnya berlangsungmelaluiperubahansifatbahan-bahantersebut,yaitudaritakdapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi. Pengendapanbahantersuspensiyangtakmudahlarutdilakukandengan membubuhkanelektrolityangmempunyaimuatanyangberlawanandenganmuatan koloidnyaagarterjadinetralisasimuatankoloidtersebut,sehinggaakhirnyadapat diendapkan.Penyisihanlogamberatdansenyawafosfordilakukandengan membubuhkanlarutanalkali(airkapurmisalnya)sehinggaterbentukendapan hidroksidalogam-logamtersebutatauendapanhidroksiapatit. Endapanlogam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5 dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5.Khususuntukkromheksavalen,sebelumdiendapkansebagaikromhidroksida [Cr(OH)3],terlebihdahuludireduksimenjadikromtrivalentdenganmembubuhkan reduktor (FeSO4, SO2, atau Na2S2O5). Penyisihanbahan-bahanorganikberacunsepertifenoldansianidapada konsentrasirendahdapatdilakukandenganmengoksidasinyadenganklor(Cl2), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida. Padadasarnyakitadapatmemperolehefisiensitinggidenganpengolahan secara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan bahan kimia. 3) Pengolahan secara biologi Semuaairbuanganyangbiodegradabledapatdiolahsecarabiologi.Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang palingmurahdanefisien.Dalambeberapadasawarsatelahberkembangberbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya. Padadasarnya,reaktorpengolahansecarabiologidapatdibedakanatasduajenis, yaitu: 1)Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor); 2)Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reaktor). Didalamreaktorpertumbuhantersuspensi,mikroorganismetumbuhdan berkembangdalamkeadaantersuspensi. Proseslumpuraktifyangbanyakdikenal berlangsungdalamreaktorjenisini.Proseslumpuraktifterusberkembangdengan berbagaimodifikasinya,antaralain:oxidationditchdankontak-stabilisasi. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif konvensional,oxidation ditch mempunyai beberapakelebihan,yaituefisiensipenurunanBODdapatmencapai85%-90% (dibandingkan80%-85%)danlumpuryangdihasilkanlebihsedikit. Selainefisiensi yanglebihtinggi(90%-95%),kontakstabilisasimempunyaikelebihanyanglain, yaituwaktudetensihidrolistotallebihpendek(4-6jam). Proseskontak-stabilisasi dapatpulamenyisihkanBODtersuspensimelaluiprosesabsorbsididalamtangki kontaksehinggatidakdiperlukanpenyisihanBODtersuspensidenganpengolahan pendahuluan. Kolamoksidasidanlagoon,baikyangdiaerasimaupunyangtidak,juga termasukdalamjenisreaktorpertumbuhantersuspensi.Untukiklimtropisseperti Indonesia, waktu detensi hidrolis selama 12-18 hari di dalam kolam oksidasi maupun dalamlagoonyangtidakdiaerasi,cukupuntukmencapaikualitasefluenyangdapat memenuhistandaryangditetapkan. Didalamlagoonyangdiaerasicukupdengan waktu detensi 3-5 hari saja. Didalamreaktorpertumbuhanlekat,mikroorganismetumbuhdiatasmedia pendukungdenganmembentuklapisanfilmuntukmelekatkandirinya.Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain: 1)trickling filter 2)cakram biologi 3)filter terendam 4)reaktor fludisasi SeluruhmodifikasiinidapatmenghasilkanefisiensipenurunanBODsekitar 80%-90%. Ditinjaudarisegilingkungandimanaberlangsungprosespenguraiansecarabiologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis: 1)Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen; 2)Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen. Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/l, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob.Pada BOD lebih tinggi dari 4000 mg/l, proses anaerob menjadi lebih ekonomis.Dalampraktiknya,metodeyangcukupseringdigunakandalampengolahan limbahyaitudenganmenggunakanmetodeabsorpsi.Sepertipadabeberapa pengolahan limbah berikut ini :2)Penanggulangan Limbah Minyak Dilaut Limbahminyakadalahbuanganyangberasaldarihasileksplorasiproduksi minyak,pemeliharaanfasilitasproduksi,fasilitaspenyimpanan,pemrosesan,dantangki penyimpananminyakpadakapallaut. Limbahminyakbersifatmudahmeledak,mudah terbakar, bersifat reaktif, beracun, menyebabkan infeksi, dan bersifatkorosif. Limbah minyakmerupakanbahanberbahayadanberacun(B3),karenasifatnya,konsentrasi maupunjumlahnyadapatmencemarkandanmembahayakanlingkunganhidup,serta kelangsungan hidup manusia dan mahluk hidup lainnya. Padaumumnya,pengeboranminyakbumidilautmenyebabkanterjadinya peledakan(blowaut)disumurminyak.Ledakaninimengakibatkansemburan minyakkelokasisekitarlaut,sehinggamenimbulkanpencemaran. Contohnya, ledakan anjungan minyakyang terjadi ditelukmeksiko sekitar 80 kilometer dariPantai Louisianapada22April2010.Pencemaranlautyangdiakibatkanolehpengeboran minyakdilepaspantaiitudikelolaperusahaanminyakBritishPetroleum (BP).Ledakanitumemompaminyakmentah8.000barelatau336.000galonminyak ke perairan di sekitarnya. Tumpahanminyakdilautberasaldarikecelakaankapaltanker.Contohnya tumpahan minyak terbesar yang terjadi pada tahun 2006 di lepas pantai Libanon. Selain itu,terjadikecelakaanPrestigepadatahun2002dilepaspantaiSpanyol.Bencanaalam sepertibadaiataubanjirjugadapatmenyebabkantumpahanminyak. Sebagaicontoh padatahun2007,banjirdiKansasmenyebabkanlebihdari40.000galonminyak mentah dari kilang tumpah ke perairan itu. Booms digunakan untuk menghambat perluasan limbah minyak di laut. Beberapateknikpenanggulangantumpahanminyakdiantaranyain-situ burning,penyisihansecaramekanis,bioremediasi,penggunaansorbent,penggunaan bahan kimia dispersan, dan washing oil. 1)In-situburningadalahpembakaranminyakpadapermukaanlaut,sehingga mengatasikesulitanpemompaanminyakdaripermukaanlaut,penyimpanandan pewadahanminyaksertaairlautyangterasosiasi.Teknikinimembutuhkan booms(pembatasuntukmencegahpenyebaranminyak)ataubarrieryangtahan api.Namun,padaperistiwatumpahanminyakdalamjumlahbesarsulituntuk mengumpulkanminyakyangdibakar.Selainitu,penyebaranapiseringtidak terkontrol. 2)Penyisihanminyaksecaramekanismelalui2tahap,yaitumelokalisirtumpahan denganmenggunakanboomsdanmelakukanpemindahanminyakkedalam wadah dengan menggunakan peralatan mekanis yang disebut skimmer. 3)Bioremediasiyaituprosespendaurulanganseluruhmaterialorganik.Bakteri penguraispesifikdapatdiisolasidenganmenebarkannyapadadaerahyang terkontaminasi.Selainitu,teknikbioremediasidapatmenambahkannutrisidan oksigen, sehingga mempercepat penurunan polutan. 4)Penggunaansorbentdilakukandenganmenyisihkanminyakmelaluimekanisme adsorpsi(penempelanminyakpadpermukaansorbent)danabsorpsi(penyerapan minyak ke dalam sorbent). Sorbent ini berfungsi mengubah fase minyak dari cair menjadipadat,sehinggamudahdikumpulkandandisisihkan.Sorbentharus memilikikarakteristikhidrofobik,oleofobik,mudahdisebarkandipermukaan minyak,dapatdiambilkembalidandigunakanulang.Ada3jenissorbentyaitu organikalami(kapas,jerami,rumputkering,serbukgergaji),anorganikalami(lempung, vermiculite, pasir) dan sintetis (busa poliuretan, polietilen, polipropilen dan serat nilon). 5)Dispersankimiawimerupakanteknikmemecahlapisanminyakmenjaditetesan kecil(droplet),sehinggamengurangikemungkinanterperangkapnyahewanke dalam tumpahan minyak. Dispersan kimiawi adalah bahan kimia dengan zat aktif yang disebut surfaktan. 6)Washing oil yaitu kegiatan membersihkan minyak dari pantai. Pembersihan limbah minyak di kawasan pantai. Alat-alat yang digunakan untuk membersihkan tumpahan minyak: 1)Booms merupakan alat untuk menghambat perluasan hambatan minyak. 2)Skimmers yaitu kapal yang mengangkat minyak dari permukaan air. 3)Sorbent merupakan spons besar yang digunakan untuk menyerap minyak. 4)Vacuumsyangkhususuntukmengangkatminyakberlumpurdaripantaiatau permukaan laut. 5)Sekop yang khusus digunakan untuk memindahkan pasir dan kerikil dari minyak di pantai.3)AbsorpsiDenganTanamanApu-apudanEncengGondokTerhadapAir LimbahPadasaatinibanyakpendudukyangmenggunakanairdengankualitasyang kurangmemenuhipersyaratankesehatan.Halinidisebabkankarenakualitasair menurunatauairsudahtercemarakibatbuanganyangberasaldarilimbahrumah tangga,limbahindustri,limbahpertaniandansebagainyayangmengandungzat-zat beracun yang dapat merugikan kesehatan. Penelitian ini menggunakan tanaman Apu-ApudanEcengGondoksebagaimediauntukmengurangizat-zatberacunyang terdapatdidalamairlimbahyangsebagianbesarbera