Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
-
Upload
nurmala-mujahid -
Category
Documents
-
view
240 -
download
0
Transcript of Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
-
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
1/12
TUGAS II
UNIT PROSES
OLEH
NURMALA MUJAHID
D121 13 014
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGANJURUSAN SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HASANUDDIN
GOWA
2015
-
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
2/12
RANGKUMAN
Absors!
Absorpsi atau penyerapan, dalamkimia, adalah suatu fenomenafisik atau
kimiawi atau suatuprosessewaktu atom, molekul,atau ionmemasuki suatu
fase limbak (bulk) lain yang bisa berupa gas,cairan, ataupunpadatan. Proses
ini berbeda dengan adsorpsi karena pengikatan molekul dilakukan melalui
volume dan bukan permukaan.
Absorbsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas dengan
cara pengikatan bahan tersebut pada permukaan absorben cair yang diikuti
dengan pelarutan. Kelarutan gas yang akan diserap dapat disebabkan hanya
oleh gaya-gaya fisik (pada absorpsi fisik) atau selain gaya tersebut uga oleh
ikatan kimia (pada absorpsi kimia). Komponen gas yang dapat mengadakan
ikatan kimia akan dilarutkan lebih dahulu dan uga dengan kecepatan yang
lebih tinggi. Karena itu absorpsi kimia mengungguli absorpsi fisik. Absorbsi
gas atau penyerapan gas merupakan proses perpindahan massa.
Pada absorbsi gas, uap yang diserap dari campurannya dengan gas
tidak aktif atau lembab (inert gas) dengan bantuan !at cair dimana gas terlarut
(solute gas) dapat larut banyak atau sedikit. "ungsi Absorbsi dalam industri
adalahmeningkatkan nilai guna dari suatu !at dengan cara merubah fasenya.
#ambar $. Penyerapan gas-cair (a) Penyerapan cair-padat (b) mekanisme
%ingkaran biru adalah molekul terlarut.
https://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttps://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttps://id.wikipedia.org/wiki/Fenomenahttps://id.wikipedia.org/wiki/Fenomenahttps://id.wikipedia.org/wiki/Proseshttps://id.wikipedia.org/wiki/Atomhttps://id.wikipedia.org/wiki/Molekulhttps://id.wikipedia.org/wiki/Molekulhttps://id.wikipedia.org/wiki/Ionhttps://id.wikipedia.org/wiki/Gashttps://id.wikipedia.org/wiki/Cairanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Cairanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Padatanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Padatanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Adsorpsihttps://id.wikipedia.org/wiki/Fenomenahttps://id.wikipedia.org/wiki/Proseshttps://id.wikipedia.org/wiki/Atomhttps://id.wikipedia.org/wiki/Molekulhttps://id.wikipedia.org/wiki/Ionhttps://id.wikipedia.org/wiki/Gashttps://id.wikipedia.org/wiki/Cairanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Padatanhttps://id.wikipedia.org/wiki/Adsorpsihttps://id.wikipedia.org/wiki/Kimia -
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
3/12
#ambar &. 'nit Absorpsi asar
alam gambar & ditunukkan daur dasar absorpsi. 'ap tekanan rendah dari
evaporator diserap oleh larutan cair (liuid solution) dalam absorber. *ika
proses absorpsi ini dilakukan secara adiabatik, suhu larutan naik dan akhirya
absorpsi uap akan berhenti. 'ntuk mengekalkan proses absorpsi, absorber
didinginkan oleh udara atau air yang kemudian melepaskan kalor ke udara
bebas. Pompa menerima !at cair tekanan-rendah dari absorber, meninggikan
tekanan !at cair, dan mengirimkan !at cair ke generator. alam generator,
kalor dari suatu sumber suhu-tinggi mendorong lepas uap yang telah diserap
oleh larutan. %arutan cairan dikembalikan ke absorber melalui katup troler
yang maksudnya adalah untuk memberikan penurunan tekanan guna menaga-
beda tekanan antara generator dan absorber.
Pola aliran kalor dari empat komponen penukaran kalor pada daur absorpsi
yaitu kalor suhu-tinggi masuk ke generator sedangkan kalor suhu rendah dari
bahan yang hendak didinginkan masuk ke dalam evaporator. Pelepasan kalor
dari daur teradi pada absorber dan kondensor pada suhu-suhu tertentu
sehingga kalor dapat di buang ke atmosfir.
-
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
4/12
A"r#s!
Aerasi adalah suatu proses penambahan udara+oksigen dalam air dengan
membawa air dan udara ke dalam kontak yang dekat, dengan cara
menyemprotkan air ke udara (air ke dalam udara) atau dengan memberikan
gelembung-gelembung halus udara dan membiarkannya naik melalui air
(udara ke dalam air). umber lain menelaskan bahwa aerasi adalah suatu
proses atau usahadalam menambahkan konsentrasi oksigenyang terkandung
dalam air limbah, agar proses oksidasi biologi oleh mikroba akan dapat
beralan dengan baik. alam melakukan proses Aerasi ini perlu menggunakan
alat yang dinamakan aerator. Prinsip kera alat ini adalah untuk menambahkan
oksigen terlarut di dalam air tersebut. Kemudian yang menadi tugas utama
dari aerator ini adalah memperbesar permukaan kontak antara air dan udara.
Proses ini merupakan suatu usaha penambahan konsentrasi oksigen yang
terkandung dalam air limbah, agar proses oksidasi biologi oleh mikroba akan
dapat beralan dengan baik. alam prakteknya terdapat & cara untuk
menambahkan oksigen ke dalam air limbah, yaitu
a. emasukkan udara ke dalam air limbah
/aitu proses memasukkan udara atau oksigen murni ke dalam air
limbah melalui benda porous atau no!!le. 0o!!le tersebut diletakkan di
tengah1 tengah sehingga akan meningkatkan kecepatan kontak gelembung
udara tersebut dengan air limbah, dan proses pemberian oksigen akan
beralan lebih cepat. 2leh karena itu, biasanya no!!le ini diletakkan pada
dasar bak aerasi. 'dara yang dimasukkan adalah berasal dari udara luar
yang dipompakan ke dalam air limbah oleh pompa tekan.
b. emaksa air ke atas untuk berkontak dengan oksigen
Adalah cara mengontakkan air limbah dengan oksigen melalui
pemutaran baling1baling yang diletakkan pada permukaan air limbah.
Akibat dari pemutaran ini, air limbah akan terangkat ke atas dan dengan
terangkatnya maka air limbah akan mengadakan kontak langsung dengan
udara sekitarnya.
https://id.wikipedia.org/wiki/Airhttps://id.wikipedia.org/wiki/Udarahttps://id.wikipedia.org/wiki/Udarahttps://id.wikipedia.org/wiki/Usahahttps://id.wikipedia.org/wiki/Oksigenhttps://id.wikipedia.org/wiki/Aeratorhttps://id.wikipedia.org/wiki/Airhttps://id.wikipedia.org/wiki/Udarahttps://id.wikipedia.org/wiki/Usahahttps://id.wikipedia.org/wiki/Oksigenhttps://id.wikipedia.org/wiki/Aerator -
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
5/12
#ambar 3. Proses Aerasi
P"r$%r#' Io'
Pengolahan dengan cara pertukaran ion adalah suatu cara yang
menggunakan ion exchange resin dengan garam-garam terlarut (ion-ion) di
dalam air dihilangkan guna menda-patkan air terolah untuk keperluan ketel
uap. ecara kasar pengolahan secara pertukaran ion dapat dikelompokkan
sebagaimana pada tabel $.
4abel $. Pengelompokan pengolahan air dengan pertukaran ion
5esin Pertukaran 6on
-
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
6/12
5esin yang digunakan di dalam pengolahan dengan cara pertukaran
ion mempunyai struktur ion exchange radicals yang digabung dengan
polimer dan dikelompokkan menadi resin pertukaran kation (cation
exchange resins) dan resin pertukaran anion (anion exchange resins).
Cation exchange resins adalah suatu resin yang dikombinasikan
dengan ion negatif, seperti
a. Sulfo group (-237) sebagai radikal, disebut resin pertukaran kation
asam kuat.
b. Carboxyl group (-8220) sebagai radikal, disebut resin pertukaran
kation asam lemah.
edangkan anion exchange resin adalah suatu resin yang
dikombinasikan dengan positif, seperti
a. Quaternary ammonium group, disebut disebut resin pertukaran anion
basa kuat.
b. Primary tertiary amines (-07&, -075, -05&), disebut resin
pertukaran anion basa lemah.
Pengolahan dengan 8ara Softening (pelunakan)
Komponen kesadahan (hardness)penyebab terbentuknya kerak (scale)
pada ketel uap bertekanan rendah dapat dihilangkan dengan pengolahan
softening.
#ambar 9. Pengolahan Softening
5eaksi softening adalah sebagai berikut
5(-230a)& : 8a(7823)&
5(-23 )& 8a : & 0a7823 ($)
-
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
7/12
5(-230a)& : g29 5(-23 ) g : & 0a&29 (&)
5esin yang telah enuh diregenerasi dengan menggunakan larutan
natrium khlorida $; dan $> mg+%seperti terlihat pada gambar >.
#ambar >. Pengolahan Pelunakan dan ealkalisasi (Hydrogen and sodium form
resinunits in parralel)
Pengolahan dengan 8ara emineralisasi%ixed &ed
Pengolahan dengan cara demineralisasi mixed bed adalah suatu cara
dengan air baku dilewatkan melalui sebuah kolom, yang di dalamnya
terdapat resin asam kuat Hform dan resin basa kuat 'Hform
-
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
8/12
sebagaimana ditunukkan pada gambar ?. engan pengolahan
demineralisasi mixed bed akan didapat air demin dengan kemurnian yang
tinggi.
#ambar ?. emineralisasi dengan menggunakan mixedbed
Akan tetapi pada sisi lain, regenerasinya sulit dan biaya regenerant
lebih tinggi bila dibandingkan dengan sistem sistem yang lain. 2leh
karenanya sistem ini digunakan dalam hal penggunaan yang kapasitasnya
relatif kecil atau digunakan sebagaipolisher dari air demin yang didapat
dari sistem lain.
Pengolahan dengan emineralisasi *enis &-@ $- egasifier
Pengolahan dengan cara demineralisasi enis & bed $-degasifier terdiri
dari satu kolom Kation yang diisi dengan resin asam kuat 7-form (7-bed),
satu degasifier dan satu kolom anion dengan resin basa kuat 27-form
(27-bed). istem ini telah digunakan secara lugs seak lama dan masih
populer.
eperti tergambar pada #ambar B, setelah Kation-kation di dalam air
baku ditukar dengan ion-ion hidrogen (7:) di dalam 7-bed dan karbon
dioksida dihilangkan di dalam dekarbonator, anion-anion ditukar dengan
ion-ion hidroksids (27-) didalam 27-bed sehingga didapat air yang tidak
mengandung ion dengan (mempunyai) kualitas electrical conductiity
*+ C+cm dan konsentrasi silika ;,;> - ;,3 mg+%. @ila air tersebut
digunakan sebagai umpan ketel uap bertekanan tinggi, unit ini ditambah
lagi dengan demineralisasi dengan enis mixed bed (sebagaipolisher).
-
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
9/12
#ambar B. Pengolahan emineralisasi (&ed -egasifier type)
Pengolahan dengan emineralisasi *enis 9-@ed $ egasifier
Pengolahan dengan cara demineralisasi type 9-bed $-degasifier adalah
suatu sistem rangkaian tipe &-bed $-degasifier yang ditambah lagi dengan
7-bed dan 27-bed seperti pada gambar D.
Kualitas air yang didapat hampir sama dengan hasil dari demineralisasi
dengan enis &-bed $-degasifier yang ditambah denganpolisher.
#ambar D. iagram alir 9-bed $-degestifier >-deminerali!er
#ambar E. 5egenerasi Cation &ed /bed -degestifier type deminerali$er
Pengolahan dengan emineralisasi *enis 5egenerasi %awan arah
Pengolahan dengan cara demineralisasi enis regenerasi lawan arah
(countercurrent) adalah suatu cara dengan aliran fluida pada waktu operasi
dan regenerasi melalui arah yang berlawanan seperti tergambar pada
-
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
10/12
#ambar $;, sedangkan pada demineralisasi tipe konvensional kedua aliran
mengalir pada arah yang sama (cocurrent).
Keuntungan regenerasi dengan countercurrent yaitu umlah regenerant
yang dibutuhkan dapat dikurangi ika dibandingkan dengan regenerasi co
current. 7al ini disebabkan oleh faktor-faktor berikut ,
$. Air dengan kemurnian yang tinggi dapat diperoleh sungguhpun dengan
regenerasi yang rendah .
&. Perbedaan rangkaian ion yang diabsorbsi dengan resin menaikkan
effisiensi penggunaan regenerant
3. Kuantitas air untuk rinse dan waktu regenerasi dapat diperpendek.
5egenerasi dibagi menadi dua yaitu regenerasi lawan arah denganarah keatas dan arah ke bawah. @ila digunakan arah regenerasi keatas,
diperlukan perhatian khusus untuk mencegah phonomena Fshort pathF
yang disebabkan pencairan waktu regenerasi. #ambar $; menunukkan
suatu contoh deminerali!er dengan countercurrent .
#ambar $;. 5egenerasi Countercurrent regeneration deminerali$er
#ambar $$. 8ontoheminerali$er %awan-arah
-
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
11/12
Pengolahan dengan emineralisasiual 0ayer
Pengolahan dengan cara demineralisasi dual layer adalah suatu cara
dengan resin asam kuat dan resin asam basa lemah diisikan ke dalam dua
lapisan pada kolom cation exchange dan resin basa kuat dan resin basa
lemah (menengah) di dalam kolom anion exchange. #ambar E
menunukkan suatu contoh deminerali!er dengan dual layer.
Keuntungan deminerali!er dengan dual layer adalah sebagai berikut
$. Koefisien penggunaan regenerantnya tinggi, sekitar D; - $;;
-
7/23/2019 Rangkuman Absorpsi, Pertukaran Ion & Aersi
12/12
enuh. isamping itu type ini uga mempunyai kerugian-kerugian antara
lain ion bikarbonat dan karbonat menadi suatu beban bagi resin anion,
kesulitan dalam mengikuti perubahan konsentrasi garam-garam didalam
air baku dan variasi service charge serta konsumsi resin nya tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
http++elearning.gunadarma.ac.id+docmodul+teknikGpendingin+babBGsiklusGabsorp
si.pdf diakses pada 9 september &;$> pukul &;9; H64A
http++elisa.ugm.ac.id+user+archive+download+3&;?B+>D?ED9?d3>$BBc3;Ee>?Ec;$
?BBBb&cE diakses pada 9 september &;$> pukul &&&D H64A
http++eprints.upnatim.ac.id+$&99+&+(?)G%ulukGedahwati.pdf diakses pada 9
september &;$> pukul &;9B H64A
https++id.wikipedia.org+wiki+Aerasi diakses pada 9 september &;$> pukul &;>$H64A
https++id.wikipedia.org+wiki+Absorpsi diakses pada 9 september &;$> pukul &;9&
H64A