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.