Membrane Air Separation METODA PROSES PEMISAHANNYA

409 Udara bertekanan diumpankan melalui ujung masukan inlet end separator, dan mengalir melalui bagian dalam hollow fiber menuju ujung keluaran outlet end. Dalam perjalanannya sebagian molekul-molekul komponen udara mulai menembus dinding fiber sesuai dengan permeabilitasnya. Uap air, karbon dioksida, dan uap air dapat menembus membrane lebih cepat dibandingkan dengan nitrogen. Dengan demikian nitrogen yang keluar dari ujung keluaran mempunyai tingkat kemurnian yang lebih tinggi dibandingkan dengan udara saat memasuki membrane separator. Sedangkan aliran yang kaya akan oksigen oxygen-rich stream dibuang ke atmosfir atau diproses lebih lanjut untuk dimurnikan oksigennya dan digunakan untuk keperluan tertentu. Jika konsumsi nitrogen menurun maka aliran nitrogen akan menurun juga, dan sebagai akibatnya tingkat kemurnian nitrogen menjadi lebih tinggi lagi. Gambar 8: Prinsip Kerja Permeable Membrane Sistem pemisahan nitrogen secara lengkap dengan menggunakan permeable membrane dapat dilihat dalam gambar 9. Proses pemisahan dengan cara ini dapat 410 menghasilkan nitrogen dengan tingkat kemurnian 95 – 99 dengan titik embun di bawah –70 o C. Jika nitrogen yang dihasilkan mempunyai tingkat kemurnian 95 maka titik embunnya mencapai dibawah –70 o C, jika tingkat kemurniannya 99 maka titik embunnya mencapai dibawah – 100 o C. Tekanan operasi di dalam membrane separator dapat emncapai 6000 psig. Dua buah filter dipasang sebagai kelengkapan filter dimaksudkan untuk:  Sebuah filter di bagian upstream untuk menjamin bahwa udara yang akan dipisahkan tidak lagi mengandung aerosol minyak.  Sebuah filter di bagian downstream untuk menjamin bahwa nitrogen yang dihasilkan bebas dari debu karbon. Gambar 9: Membrane Air Separation 411 Dalam sistem seperti ini bamyak menggunakan membrane cartridge dengan maksud untuk memudahkan dalam pemeliharaannya. Membrane dapat diganti dengan melepas cartidge tanpa harus melepas pressure vessel. 6. KESETIMBANGAN UAP-CAIRAN 6.1. Hukum Rault Untuk larutan ideal, dalam Hukum Rault dijelaskan bahwa tekanan parsial komponen A dalam campuran sama dengan tekanan uap murni kali fraksi mol-nya dalam cairan. Secara matematis dinyatakan seperti berikut. p = p x i i i dimana: p i = tekanan parsial komponen i p i = tekanan uap komponen i x i = fraksi mol komponen i dalam cairan Tekanan uap dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Antoine yang dinyatakan seperti berikut: t C B - A p log   dimana: p = tekanan uap, mmHg t = suhu o C A, B, C = konstanta Antoine yang hargany seperti dalam table berikut: 412 Komponen A B C Nitrogen 7.35335 357.674 276.202 Oksigen 7.14510 386.253 273.789

6.2. Hukum Henry

Fraksi mol komponen I dalam campuran fase uap dinyatakan sebagai perbandingan antara tekanan parsial terhadap tekanan total. y = p p i i t dimana y i menunjukkan fraksi mol komponen I dalam campuran fase uap. Karena dalah Hukum Rault menyatakan p i = p i x i , maka selanjutnya diperoleh hubungan seperti berikut: y = p x p i i i t

6.3. Hukum Dalton

Jika suatu campuran uap terdiri dari komponen-komponen A, B, dan C, maka tekanan total merupakan hasil penjumlahan dari tekanan parsial dari masing-masing komponen. p = p = p + p + p + ............ + p t i i = A Z A B C Z 