BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Siklus Adsorpsi
2.1.1 Teori Umum Adsorpsi
Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida cairan maupun gas terikat pada suatu padatan zat penyerap, adsorben dan
akhirnya membentuk suatu lapisan tipis atau film zat terserap: adsorbat pada permukaannya. Berbeda dengan absorpsi yang merupakan penyerapan fluida oleh
fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan. Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi terlarut
soluble yang ada dalam larutan oleh permukaan zat atau benda penyerap dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika antara substansi dengan penyerapnya.
Adsorpsi adalah pengumpulan dari adsorbat di atas permukaan adsorben, sedang absorpsi adalah penyerapan dari adsorbat ke dalam adsorben dimana
disebut dengan fenomena sorption. Materi atau partikel yang diadsorpsi disebut adsorbat, sedangkan bahan yang berfungsi sebagai pengadsorpsi disebut adsorben.
Adsorpsi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu adsorpsi fisika yang disebabkan oleh gaya Van Der dan secara kimia terjadi reaksi antara zat yang
diserap dengan adsorben. Apabila daya tarik menarik antara zat terlarut dengan adsorben besar maka
zat yang terlarut akan diadsorpsi pada permukaan adsorben. Inilah yang disebut dengan gaya Van Der Waals. Pada proses ini gaya yang menahan molekul fluida
pada permukaan solid relatif lemah, dan besarnya sama dengan gaya kohesi molekul pada fase cair gaya Van Der Waals mempunyai derajat
yang sama dengan panas kondensasi dari gas menjadi cair. Keseimbangan antara permukaan solid dengan molekul fluida biasanya cepat tercapai dan bersifat
reversibel.
Universitas Sumatera Utara
Adsorpsi kimia adalah reaksi yang terjadi antara zat padat dengan zat terlarut yang teradsorpsi. Adsorpsi ini bersifat spesifik dan melibatkan gaya yang
jauh lebih besar daripada adsorpsi fisika. Karena adanya ikatan kimia maka pada permukaan adsorben akan terbentuk suatu lapisan, di mana terbentuknya lapisan
tersebut akan menghambat proses penyerapan selanjutnya oleh bantuan adsorben sehingga efektifitasnya berkurang.
[18]
Perhatikan siklus dasar refrigerasi adsorpsi di bawah ini.
Gambar 2.1 Siklus Dasar Refrigerasi Adsorpsi Pada kondisi awal sistem berada pada tekanan dan temperatur rendah,
adsorben memiliki konsentrasi refrigeran yang tinggi dan vessel lain terdapat refrigeran dalam bentuk gas gambar a. Vessel yang terdapat adsorben
Universitas Sumatera Utara
dipanaskan yang mengakibatkan naiknya temperatur dan tekanan sistem sehingga kandungan adsorbat yang ada di dalam adsorben berkurang atau menguap. Proses
berkurangnya kandungan adsorbat pada adsorben pada kasus ini disebut desorpsi. Refrigeran yang terdesorpsi kemudian terkondensasi sebagai cairan di
dalam labu kedua dengan dikeluarkannya panas ke lingkungan dimana tekanan dan temperatur sistem masih tinggi gambar b. Pemanasan pada labu pertama
dihentikan, lalu pada botol labu yang pertama terjadi perpindahan panas ke lingkungan sehingga tekanan sistem menjadi rendah. Tekanan sistem yang rendah
menyebabkan adsorbat cair pada botol labu yang kedua menguap dan terserap ke botol pertama yang berisi adsorben. Proses terserapnya adsorbat ke adsorben pada
kasus ini disebut adsorpsi. Proses adsorpsi menghasilkan efek pendinginan yang terjadi pada botol labu kedua, dimana pada tekanan rendah panas dari lingkungan
diserap untuk menguap adsorbat d sampai sistem kembali ke kondisi awal. Siklus mesin pendingin adsorpsi dapat digambarkan pada diagram
Clayperon berikut ini.
Gambar 2.2 Diagram Clayperon pada Sistem Pendingin Siklus Adsorpsi Proses yang terjadi dapat di uraikan sebagai berikut ini.
1. Proses Pemanasan pemberian tekanan
Proses pemanasan dimulai dari titik A dimana adsorben berada pada temperatur rendah T
A
dan tekanan rendah P
e
tekanan evaporator. Adsorber akan
Universitas Sumatera Utara
menerima panas sehingga temperatur adsorber meningkat dan diikuti peningkatan tekanan evaporasi menjadi tekanan kondensasi. Selama proses ini tidak ada aliran
refrigeran. 2.
Proses desorpsi Proses desorpsi berlangsung pada waktu panas diberikan dari titik B ke D
sehingga adsorber mengalami peningkatan temperatur yang menyebabkan timbulnya uap desorpsi. Sehingga, adsorbat yang berada pada adsorben dalam
bentuk gas mengalir ke kondensor untuk mengalami proses kondensasi menjadi cair.
3. Proses Pendinginan penurunan tekanan
Proses pendinginan berlangsung dari titik D ke F yang berlangsung pada malam hari. Adsorber melepaskan panas dengan cara didinginkan sehingga suhu
di adsorber turun dan diikuti oleh penurunan tekanan dari tekanan kondensasi ke tekanan evaporasi.
4. Proses Adsorpsi
Proses adsorpsi berlangsung dari titik F ke A. Adsorber terus melepaskan panas sehingga adsorber mengalami penurunan temperatur dan tekanan yang
menyebabkan timbulnya uap adsorpsi.
2.2 Adsorben
Kategori