-
Operasi Teknik Kimia 2
Yuli Ristianingsih, M.Eng
Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Lambung Mangkurat
- Packing adalah bahan yang bersifat inert yang dimasukkan dalam
sistem kontak gas-cair yang tujuannya untuk meningkatkan luasan
interface gas-cair.Bahan isian yang biasa digunakan dalam industri
ada dua tipe:
Random packing, biasanya untuk pengolahan limbah contoh: pall
ring, raching ring.
Structure packing, biasanya untuk pemurnian produk yang
mahal.
-
Memberikan luas permukaan yang besar (luas kontak antar fase
gas-cair besar)
Mempunyai bentuk fisik sedemikian rupa (struktur terbuka)
sehingga memberikan hambatan sekecil mungkin
Inert (tidak korosi dan tahan suhu tinggi)
Tahan tekanan
Tidak mahal
Memberikan kapasitas air cairan yang tinggi pada
permukaannya
-
Structure packing lebih mahal dibandingkan random packing
tetapi
memberikan efisiensi transfer massa yang tinggi (luas transfer
massa per
satuan volume besar)
Bahn KeramikBahan LogamBahan PlastikRelatif lebih beratKuat (tahan
tekanan)RinganTahan suhu tinggiTahan suhu tinggiTidak tahan suhu
tinggiTahan korosiTidak tahan korosiTahan korosiPermukaan material
keramik memberikan wettability yang baikWettability baikWettability
jelek
- Jika ukuran packing besar maka pressure drop akan kecil tetapi
efisiensi transfer massa akan mengecil. Oleh karena itu untuk
memberikan performance yang optimal, bentuk dan ukuran harus
merupakan kompromi dari 2 aspek tersebut (efek terhadap transfer
massa dan pressure drop)
- Agar supaya kontak antar gas dengan cairan berjalan dengan
baik, maka gas dan cairan tersebut harus masuk ke dalam kolom bahan
isisan dengan laju tertentu.Secara alamiah cairan yang mengalir ke
bawah akan memilih lewat pada titik yang tahanannya rendah,
sehingga dititik tersebut cairan akan mengalir ke bawah lebih cepat
dibandingkan dengan tempat lain yang tahanannya lebih tinggi
akibatnya akan terbentuk semacam saluran (channel) sepanjang kolom
sebagai akibat tidak meratanya tahanan. Peristiwa ini disebut
channeling yang akan mengakibatkan kontak gas-cair tidak baik.
- Tahanan yang tidak merata ini bisa diakibatkan oleh laju gas/
cairan yang terlalu kecil karena diameternya terlalu besar atau
karena terbentuknya rongga-rongga pada tumpukan susunan packing
sebagai akibat kesalahan pada waktu pengisian packing.Apabila
kecepatan atau tekanan gas terlalu>>> karena diameter
terlalu >. Jika laju gas terus dinaikkan maka cairan tidak
mengalir ke bawah tetapi mengumpul di bagian atas kolom kemudian
terjadi aliran balik dan cairan tumpah keluar kolom sehingga
terjadi floading.
- Suatu kolom bahan isian biasanya dioperasikan pada kondisi
sesaat sebelum loading. Pada kondisi ini aliran cairan akan relatif
merata sehingga transfer massanya akan baik.Dalam perancangan kolom
bahan isian biasanya diambil kecepatan gas sebesar 50-70% kecepatan
floading.Absis atau sumbu x dari grafik tsb tidak berdimensi,
tetapi ordinat sumbu y nya mempunyai dimensi , jadi untuk
menggunakan grafik harus memakai satuan yang sesuai. Garis2
lengkung pada grafik menunjukkan besarnya pressure drop dalam inchi
per 1 ft packing. Syarat pressure drop yang diizankan pada kolom
absorben dan stripper adalah 0,2-0,6 in/ft packing atau 16-48 mm/m
packing.
- Sumbu xSumbu yG actual= 50-70% G floading
- L= massa cairan persatuan waktu per satuan luas
(lbm/ft2.detik)G= massa gas persatuan waktu per satuan luas
(lbm/ft2.detik)gc= konstanta gravitasi (32,2)= viskositas cairan
(cp)
= 1 cp = 0,01 p; 1 p = 1 gr/cm.s
= 1 cp = 6,7197x10-4 lbm/ft.s
= perbandingan massa jenis air dengan massa jenis cairan penyerap
(62,4/63)F= factor packing (berbanding terbalik dengan ukuran
packing), nilai factor packing
diberikan pada tabel
L= massa jenis cairan (lbm/ft3)G= massa jenis gas (lbm/ft3)
- Air buangan industri yang terkontaminas kloroform (CHCl3) akan
diturunkan kandungan kontaminannya dengan proses stripping dalam
packed column stripper (tipe packing: pall ring; ukuran 50 mm;
stripping agent: udara) pada suhu dan tekanan lingkungan (200C; 1
atm). Jumlah air buangan yang akan diolah 166 m3/jam. Kandungan
kontaminan kloroform dalam air buangan 150 ppb. Target kontaminan
kloroform dalam air limbah tinggal 20 ppbkebutuhan udara 1682, 43
m3/jam (200C; 1 atm). Hitung diameter kolom stripper yang
diperlukan jika kxa = 6,67x10-4 mol/cm3.s; H=172.