TUGAS UMUM DAN KHUSUSLABORATORIUM UNIT OPERASIWETTED WALL ABSORPTION COLUMN
TUGAS UMUM DAN KHUSUS
LABORATORIUM UNIT OPERASI
WETTED WALL ABSORPTION COLUMN
OLEH :
KELOMPOK 3
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Chega Putri Pratiwi
Rika Damayanti
Elsagita Siagian
Adi Kuncoro
M. Sentot B.I
Dwi Sunu Permatahati
03111003007
03111003021
03111003038
03111003045
03111003083
03111003098
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2014
Tugas Umum
Pompa, Kompressor, Blower, dan Fan
1.
POMPA
1.1. Pengertian Pompa
Pompa merupakan suatu peralatan mekanik yang digerakkan oleh tenaga
mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat
lain, di mana cairan tersebut hanya mengalir apabila terdapat perbedaan tekanan.
Selain digunakan untuk memindahkan cairan, pompa juga berfungsi untuk
meningkatkan kecepatan, tekanan dan ketinggian cairan.
1.2. Konstruksi Pompa
Konstruksi sebuah pompa agar dapat memindahkan cairan dari suatu
tempat ke tempat lain adalah sebagai berikut:
1.2.1. Mesin Penggerak (Motor)
Mesin penggerak merubah energi listrik menjadi energi mekanik yang
diperlukan untuk menggerakkan pompa. Energi ditransmisikan ke pompa oleh
suatu belt ke pully penggerak pompa.
1.2.2. Pompa
Pompa menerima energi mekanik dari mesin penggerak, kemudian menggerakkan
energi mekanik dengan prinsip:
a.
Untuk menggerakkan atau mengalirkan cairan yang diproses melalui pompa
b.
pada kapasitas cairan yang diperlukan.
Untuk memindahkan energi kedalam cairan yang di proses, yang terlihat
dengan bertambahnya tekanan cairan pada lubang keluar pompa.
1.2.3. Sistem Pipa Masuk dan Keluar Cairan
Sistem pipa masuk memindahkan cairan yang bersih dari bejana
penyimpanan pompa.
Gambar 1. Konstruksi Pompa
1.3. Klasifikasi Pompa
Berdasarkan
prinsip
pompa
kerjanya,
dapat
diklasifikasikan menjadi 7
(tujuh)
jenis pompa, antara lain:
1.
Pompa Sentrifugal (Centrifugal Pump)
Sifat dari pompa ini adalah memindahkan energi pada daun/kipas pompa
dengan dasar pembelokan/pengubah aliran. Kapasitas yang dihasilkan oleh pompa
sentrifugal adalah sebanding dengan putaran, sedangkan total head (tekanan) yang
di hasilkan oleh pompa sentrifugal adalah sebanding dengan pangkat dua dari
kecepatan putaran.
Gambar 2. Bagian-bagian pompa sentrifugal
2.
Pompa Desak (Positive Displacement Pumps)
Sifat dari pompa desak adalah perubahan periodik pada isi dari ruangan yang
terpisah dari bagian hisap dan tekan yang dipisahkan oleh bagian dari pompa.
Kapasitas yang dihasilkan oleh pompa desak adalah sebanding dengan kecepatan
pergerakan atau kecepatan putaran, sedangkan total head (tekanan) yang
dihasilkan oleh pompa ini tidak tergantung dari kecepatan pergerakan atau
putaran.
Pompa desak dibedakan atas: oscilating pumps (pompa desak gerak bolak
balik) dengan rotary displecement pumps (pompa desak berputar). Contoh pompa
desak gerak bolak balik adalah piston/plunger pumps, diaphragm pumps. Contoh
pompa rotary displacement pumps adalah rotary pump, eccentric spiral pumps,
gear pumps, vane pumps, dan lain-lain.
3.
Jet Pumps
Sifat dari jets pump adalah sebagai pendorong untuk mengangkat cairan dari
tempat yang sangat dalam. Perubahan tekanan dari nozzle yang disebabkan oleh
aliran media yang digunakan untuk membawa cairan tersebut ke atas. Media yang
digunakan dapat berupa cairan maupun gas. Pompa ini tidak mempunyai bagian
yang bergerak dan konstruksinya sangat sederhana. Keefektifan dan efisiensi
pompa ini sangat terbatas.
4.
Air Lift Pumps (Mammoth Pumps)
Cara kerja pompa ini sangat tergantung pada aksi dari campuran antara cairan
dan gas (two phase flow).
5.
Hidraulic pumps
Pompa ini menggunakan kinetik energi dari cairan yang dipompakan pada
suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba-tiba menjadi energi
yang berbentuk lain (energi tekan).
6.
Elevator Pump
Sifat dari pompa ini mengangkat cairan ke tempat yang lebih tinggi dengan
menggunakan roda timbah, archimedean screw dan peralatan sejenis.
7.
Electromagnetic Pumps
Cara kerja pompa ini tergantung dari kerja langsung sebuah medan magnet
padi edia ferromagnetic yang dialirkan, oleh karena itu penggunaan dari pompa
ini sangat terbatas pada cairan metal.
2.
KOMPRESSOR
2.1. Pengertian Kompresor
Kompresor merupakan mesin yang digunakan untuk menaikkan tekanan
udara dengan cara memampatkan gas atau udara yang kerjanya didapat dari poros.
Kompresor biasanya bekerja dengan menghisap udara atmosfir. Jika kompresor
bekerja pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfir maka kompresor ini
disebut sebagai penguat (booster), dan jika kompresor bekerja di bawah tekanan
atmosfir maka disebut pompa vakum. Gas mempunyai kemampuan yang besar
untuk menyimpan energi persatuan volume dengan menaikkan tekanannya,
namun ada hal-hal yang harus diperhatikan, yaitu: kenaikan temperatur pada
pemampatan, pendinginan pada pemuaian, dan kebocoran yang mudah terjadi.
2.2. Klasifikasi Kompresor
Secara garis besar kompresor dapat dikasifikasikan menjadi dua bagian,
yaitu Positive Displacement Compressor dan Dynamic Compressor. Positive
displacement compressor terdiri atas reciprocating dan rotary sedangkan
Dynamic compressor terdiri atas centrifugal, axial dan ejector.
1.
Kompresor Torak Resiprokal (Reciprocating Compressor)
Kompresor ini dikenal juga dengan kompresor torak karena dilengkapi
dengan torak yang bekerja bolak-balik atau gerak resiprokal. Pemasukan udara
diatur oleh katup masuk dan dihisap oleh torak yang gerakannya menjauhi katup.
Pada saat terjadi pengisapan, tekanan udara di dalam silinder mengecil, sehingga
udara luar akan masuk ke dalam silinder secara alami. Pada saat gerak kompresi
torak bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas sehingga udara di atas torak
bertekanan tinggi, selanjutnya dimasukkan ke dalam tabung penyimpan udara.
Tabung penyimpanan dilengkapi dengan katup satu arah sehingga udara yang ada
dalam tangki tidak akan kembali ke silinder. Proses tersebut berlangsung terusmenerus hingga diperoleh tekanan udara yang diperlukan. Gerakan mengisap dan
mengkompresi ke tabung penampung ini berlangsung secara terus menerus, pada
umumnya bila tekanan dalam tabung telah melebihi kapasitas, maka katup
pengaman akan terbuka, atau mesin penggerak akan mati secara otomatis.
2.
Kompresor Torak Dua Tingkat Sistem Pendingin Udara
Kompresor udara bertingkat digunakan untuk menghasilkan tekanan udara
yang lebih tinggi. Udara masuk akan dikompresi oleh torak pertama, kemudian
didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam silinder kedua untuk dikompresi oleh
torak
kedua
sampai
pada
tekanan
yang
diinginkan.
Pemampatan
(pengkompresian) udara tahap kedua lebih besar, di mana temperatur udara akan
naik selama terjadi kompresi sehingga perlu mengalami proses pendinginan
dengan memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering digunakan
misalnya, dengan sistem udara atau dengan sistem air bersirkulasi. Batas tekanan
maksimum untuk jenis kompresor torak resiprokal antara lain, untuk kompresor
satu tingkat tekanan hingga 4 bar. Sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya
hingga 15 bar.
3.
Kompresor Diafragma (Diaphragma Compressor)
Jenis kompresor ini termasuk dalam kelompok kompresor torak. Namun letak
torak dipisahkan melalui sebuah membran diafragma. Udara yang masuk dan
keluar tidak langsung berhubungan dengan bagian-bagian yang bergerak secara
resiprokal. Adanya pemisahan ruangan ini udara akan lebih terjaga dan bebas dari
uap air dan pelumas/oli. Oleh karena itu kompresor diafragma banyak digunakan
pada industri bahan makanan, farmasi, obat – obatan dan kimia.
Prinsip kerjanya hampir sama dengan kompresor torak. Perbedaannya
terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk ke dalam tangki
penyimpanan udara bertekanan. Torak pada kompresor diafragma tidak secara
langsung menghisap dan menekan udara tetapi menggerakkan sebuah membran
(diafragma) dulu. Dari gerakan diafragma yang kembang kempis itulah yang akan
menghisap dan menekan udara ke tabung penyimpan.
4.
Kompresor Putar (Rotary Compressor)
Kompresor putar ini memiliki sepasang rotor berbentuk sekrup. Pasangan ini
berputar serempak dalam arah yang berlawanan dan saling mengait seperti roda
gigi. Putaran serempak ini dapat berlangsung karena kaitan gigi-gigi rotor itu
sendiri atau dengan perantaraan sepasang roda gigi penyerempak putaran. Karena
gesekan antar rotor sangat kecil, kompresor ini mempunyai performansi yang baik
untuk umur kerja yang panjang. Perbedaan tekanan maksimum yang diizinkan
pada kompresor ini ditentukan oleh defleksi lentur rotor dan besarnya biasanya
adalah 30 kg/cm2 (2900 kPa). Mekanisme kerja kompresor rotary, udara masuk
dimampatkan melalui blade (Mata Pisau) yang berputar cepat. Blade tersebut
digerakkan untuk memampatkan udara yang masuk.
Kompresor beroperasi pada kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan
hasil keluaran yang lebih tinggi dibandingkan kompresor reciprocating. Biaya
investasinya rendah, bentuknya kompak, ringan dan mudah perawatannya,
sehingga kompresor ini sangat popular di industri.
5.
Kompresor Sekrup (Screw)
Kompresor sekrup memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau bertautan
(engage), yang satu mempunyai bentuk cekung sedangkan lainnya berbentuk
cembung, sehingga dapat memindahkan udara secara aksial ke sisi lainnya. Kedua
rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang saling bertautan. Jika rodaroda gigi tersebut berbentuk lurus, maka kompresor ini dapat digunakan sebagai
pompa hidrolik pada pesawat-pesawat hidrolik. Roda-roda gigi kompresor sekrup
harus diletakkan pada rumah-rumah roda gigi dengan benar sehingga betul-betul
dapat menghisap dan menekan fluida.
6.
Kompresor Root Blower (Sayap Kupu-Kupu)
Kompresor jenis ini akan mengisap udara luar dari satu sisi ke sisi yang lain
tanpa ada perubahan volume. Torak membuat penguncian pada bagian sisi yang
bertekanan. Prinsip kompresor ini ternyata dapat disamakan dengan pompa
pelumas model kupu-kupu pada sebuah motor bakar. Beberapa kelemahannya
adalah: tingkat kebocoran yang tinggi. Kebocoran terjadi karena antara balingbaling dan rumahnya tidak dapat saling rapat betul. Berbeda jika dibandingkan
dengan pompa pelumas pada motor bakar, karena fluidanya adalah minyak
pelumas maka film-film minyak sendiri sudah menjadi bahan perapat antara
dinding rumah dan sayap-sayap kupu itu. Dilihat dari konstruksinya, Sayap kupukupu di dalam rumah pompa digerakan oleh sepasang roda gigi yang saling
bertautan juga, sehingga dapat berputar tepat pada dinding.
7.
Kompresor Aliran (Turbo Compressor)
Jenis kompresor ini cocok untuk menghasilkan volume udara yang besar.
Kompresor aliran udara ada yang dibuat dengan arah masuknya udara secara
aksial dan ada yang secara radial. Arah aliran udara dapat dirubah dalam satu roda
turbin atau lebih untuk menghasilkan kecepatan aliran udara yang diperlukan.
Energi kinetik yang ditimbulkan menjadi energi bentuk tekanan.
8.
Kompresor Aliran Radial
Percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari
ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang masuk pertama udara
dilemparkan keluar menjauhi sumbu. Bila kompresornya bertingkat, maka dari
tingkat pertama udara akan dipantulkan kembali mendekati sumbu. Dari tingkat
pertama masuk lagi ke tingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat sesuai yang
dibutuhkan. Semakin banyak tingkat dari susunan sudu- sudu tersebut maka akan
semakin tinggi tekanan udara yang dihasilkan. Prinsip kerja kompresor radial
akan menghisap udara luar melalui sudu-sudu rotor, udara akan terisap masuk ke
dalam ruangan hisap lalu dikompresi dan akan ditampung pada tangki
penyimpanan udara bertekanan hingga tekanannya sesuai dengan kebutuhan.
9.
Kompresor Aliran Aksial
Pada kompresor aliran aksial, udara akan mendapatkan percepatan oleh sudu
yang terdapat pada rotor dan arah alirannya ke arah aksial yaitu searah (sejajar)
dengan sumbu rotor. Jadi pengisapan dan penekanan udara terjadi saat rangkaian
sudu-sudu pada rotor itu berputar secara cepat. Putaran cepat ini mutlak
diperlukan untuk mendapatkan aliran udara yang mempunyai tekanan yang
diinginkan. Teringat pula alat semacam ini adalah seperti kompresor pada sistem
turbin gas atau mesin-mesin pesawat terbang turbo propeller. perbedaannya, jika
pada turbin gas adalah menghasilkan mekanik putar pada porosnya. Tetapi, pada
kompresor ini tenaga mekanik dari mesin akan memutar rotor sehingga akan
menghasilkan udara bertekanan.
2.3. Penggerak Kompresor
Penggerak kompresor merupakan bagian dari compressor yang berfungsi
untuk memutar kompresor, sehingga kompresor dapat bekerja secara optiomal.
Kompresor berdaya rendah menggunakan motor listrik dua fase atau motor bensin
sedangkan kompresor berdaya besar memerlukan motor listrik 3 fase atau mesin
diesel. Penggunaan mesin bensin atau diesel biasanya digunakan bilamana lokasi
disekitarnya tidak terdapat aliran listrik atau cenderung non stasioner. Kompresor
yang digunakan di pabrik-pabrik kebanyakan digerakkan oleh motor listrik karena
biasanya terdapat instalasi listrik dan cenderung stasionar (tidak berpindahpindah). Kompresor yang baik dapat bergerak jika energi yang disuplay pada
kompresor tersebut stabil dan tidak terjadi lonjakan yang sewaktu-waktu bisa saja
membuat alat ini rusak. Kompresor yang bergerak optimal akan menghasilkan
kerja yang baik dan sangat bermanfaat untuk meningkatkan efisiensi dari proses
yang menggunakan alat ini. Kompresor yang biasanya digunakan adalah
kompresor yang menjadikan listrik sebagai sumber energinya sehingga kompresor
sangat tergantung pada isntalasi listrik.
2.4. Komponen Kompresor
Berikut ini adalah komponen penyusun compressor, antara lain:
1.
Kerangka (Frame)
Fungsi utama adalah untuk mendukung seluruh beban dan berfungsi juga
sebagai tempat kedudukan bantalan, poros engkol, silinder dan tempat
penampungan minyak pelumas.
2.
Poros Engkol (Crank Shaft)
Berfungsi mengubah gerak berputar (rotasi) menjadi gerak lurus bolak balik
(translasi) sehingga bisa menggerakkan kompresor.
3.
Batang Penghubung (Connecting Rod)
Berfungsi meneruskan gaya dari poros engkol ke batang torak melalui kepala
silang, batang penghubung harus kuat dan tahan bengkok sehingga mampu
menahan beban pada saat kompresi.
4.
Kepala Silang (Cross Head)
Berfungsi meneruskan gaya dari batang penghubung ke batang torak. Kepala
silang dapat meluncur pada bantalan luncurnya.
5.
Silinder (Cylinder)
Berfungsi sebagai tempat kedudukan liner silinder dan water jacket.
6.
Liner Silinder (Cylinder Liner)
Berfungsi sebagai lintasan gerakan piston torak saat melakukan proses
ekspansi, pemasukan, kompresi, dan pengeluaran.
7.
Front and Rear Cylinder Cover
Adalah tutup silinder bagian head end/front cover dan bagian crank end/rear
cover yang berfungsi untuk menahan gas/udara supaya tidak keluar silinder.
8.
Water Jacket
Weal jacket adalah ruangan dalam silinder untuk bersirkulasi air sebagai
pendingin.
9.
Torak (Piston)
Sebagai elemen yang menghandel gas/udara pada proses pemasukan
(suction), kompresi (compression) dan pengeluaran (discharge).
10. Cincin Torak (Piston Rings)
Berfungsi mengurangi kebocoran gas/udara antara permukaan torak dengan
dinding liner silinder.
11. Batang Torak
Berfungsi meneruskan gaya dari kepala silang ke torak.
12. Cincin Penahan Gas (Packing Rod)
Berfungsi menahan kebocoran gas akibat adanya celah (clearance) antara
bagian yang bergerak (batang torak) dengan bagian yang diam (silinder). Cincin
penahan gas ini terdiri dari beberapa ring segment.
13. Ring Oil Scraper
Berfungsi untuk mencegah kebocoran minyak pelumas pada frame
14. Katup Kompresor (Compressor Valve)
Berfungsi untuk mengatur pemasukan dan pengeluaran gas/udara, kedalam
atau keluar silinder. Katup ini dapat bekerja membuka dan menutup sendiri akibat
adanya perbedaan tekanan yang terjadi antara bagian dalam dengan bagian luar
silinder.
3.
BLOWER
3.1. Pengertian Blower
Blower merupakan alat yang digunakan untuk menghasilkan angin yang
bervolume kencang yang dapat dimanfaatkan dalam bidang pekerjaan manusia.
Blower hampir menyerupai kipas angin, namun blower mampu menghasilkan
angin yang jauh lebih kencang daripada kipas angin. Di dalam blower terdapat
lubang kecil yang berfungsi untuk mengeluarkan angin yang dihasilkan oleh
blower itu sendiri. Meskipun blower merupakan salah satu jenis peralatan modern,
namun alat ini masih jarang dijumpai.
Pada dasarnya blower memiliki prinsip kerja yang mirip dengan
kompresor. Blower digerakkan oleh mesin penggerak yang berupa engine ataupun
motor listrik. Tekanan angin yang terdapat pada blower biasanya tidak terlalu
besar dan biasnya blower ini dimanfaatkan untuk membawa muatan produk
berupa bubuk atau biji yang ditiup oleh blower.
Blower dapat digunakan sebagai peniup, namun juga bisa digunakan
sebagai vakum. Blower mampu memberikan laju aliran volume transfer yang
tinggi dengan rasio tekanan yang relatif lebih besar. Rasio tekanan dari kipas
angin di bawah 1,1 sedangkan blower memiliki rasio tekanan 1,1-1,2. Fan
menghasilkan aliran gas dengan sedikit tekanan dan volume gas yang lebih besar,
sementara blower menghasilkan rasio tekanan yang relatif lebih tinggi dengan
volume aliran gas yang lebih besar.
Gambar 3. Perbedaan blower dan tradional fan
Sebagian besar blower berbentuk sentrifugal. Blower juga dapat digunakan
untuk memasok udara draft ke boiler dan tungku. Pengertian blower pada
dasarnya sama dengan fan, namun blower dapat menghasilkan tekanan statik yang
lebih tinggi. Kadang-kadang tekanan yang lebih tinggi dicapai melalui sebuah
susunan impeller multitahap. Dalam praktik keteknikan, fan dan blower
dikategorikan sebagai piranti yang menghasilkan tekanan relatif rendah,
sedangkan kompresor menghasilkan tekanan yang lebih tinggi. Batasan antara
blower dan kompresor ditetapkan pada 7% peningkatan densitas fluida (udara)
dari umpan blower ke keluaran blower.
3.2. Tipe-Tipe Blower
Berikut ini beberapa tipe blower, antara lain:
1. Blower Sentrifugal
Blower sentrifugal mengolah udara atau gas yang masuk dalam arah aksial
dan keluar dalam arah radial. Tipe blower ini mempunyai 3 bilah, yaitu: bilah
radial atau lurus, bilah bengkol maju (forward curved blade), dan bilah bengkol
mundur (backward curved blade). Blower bilah radial biasanya digunakan dalam
aplikasi yang mempunyai temperatur tinggi dan diameter yang besar. Bilah yang
dalam arah radial mempunyai tegangan (stress) yang sangat rendah dibandingkan
dengan bilah bengkol maju ataupun mundur. Rotor mempunyai 4-12 bilah dan
biasanya beropeasi pada kecepatan rendah. Blower ini digunakan dalam kerja
buangan (exhaust work), khususnya untuk gas-gas pada temperatur tinggi dan
dengan suspensi dalam alirannya.
2.
Forward-Curved Blade Blower
Blower ini mengalirkan gas buang pada kecepatan yang sangat tinggi.
Tekanan yang dipasok oleh blower ini lebih rendah dibandingkan dengan tekanan
yang dihasilkan oleh dua bilah yang lain. Banyaknya bilah dalam rotor tersebut
dapat mencapai 50, sedangkan kecepatannya dapat mencapai 3600 rpm.
3.
Backward-curved blade blower
Blower ini digunakan ketika dibutuhkan tekanan buang yang lebih tinggi.
Blower ini digunakan pada berbagai aplikasi. Blower jenis backward dan forward
curved mempunyai tegangan yang jauh lebih besar daripada blower radial. Blower
sentrifugal menghasilkan energi dalam aliran udara (gas) melalui gaya sentrifugal
dan memberikan sebuah kecepatan kecepatan pada udara (gas) tersebut. Bilah
bengkol maju memberikan sebagian besar kecepatan kepada udara (gas). Ikal
yang berbentuk gulungan (scroll shaped volute) mendifusikan udara dan
menciptakan kenaikan tekanan statik dengan cara penurunan kecepatan gas.
Perubahan tekanan total (biasanya kecil) terjadi di dalam impeller. Tekanan statik
meningkat, baik dalam impeler maupun bagian difusi. Efisiensi operasi fan
biasanya pada rentang 40-80%. Tekanan total buang adalah jumlah dari tekanan
statik dan velocity head.
4.
FAN
4.1. Pengertian Fan
Pada industri, fan merupakan alat yang digunakan untuk pasokan ventilasi
atau udara pembakaran yang mana untuk mensirkulasi udara atau gas lainnya
melewati alat dan untuk mengeluarkan udara atau gas lainnya dari alat. Fan secara
luas digunakan di industri dan pengaplikasian komersial seperti ventilasi, material
handling, boiler, refrigerasi, dust collection, aplikasi pendingin dan lainnya.
4.2. Klasifikasi Fan
Secara umum, fan dibagi menjadi 2 (dua) jenis, yaitu:
1.
Fan Sentrifugal
Fan sentrifugal meningkatkan kecepatan aliran udara dengan impeler
berputar. Kecepatan meningkat sampai mencapai ujung blades dan kemudian
diubah ke tekanan. Fan ini mampu menghasilkan tekanan tinggi yang cocok
untuk kondisi operasi yang kasar, seperti sistim dengan suhu tinggi, aliran udara
kotor atau lembab, dan
handling
bahan. Fan sentrifugal dikategorikan
berdasarkan bentuk bladenya.
2.
Fan Axial
Fan aliran aksial dirancang untuk menangani laju alir yang sangat tinggi dan
tekanan rendah. Fan aksial menggerakan aliran udara sepanjang sumbu fan. Cara
kerja fan seperti impeler pesawat terbang yaitu blades fan menghasilkan
pengangkatan aerodinamis yang menekan udara. Fan ini terkenal di industri
karena murah, bentuknya yang kompak dan ringan.
4.3. Komponen Sistem Fan
Sebuah system fan khusus terdiri dari sebuah fan, motor elektrik, system
penggerak, saluran atau pipa, perangkat control aliran, dan peralatan pendingin
udara (filter, koil pendingin, heat exchanger, dll).
1.
Penggerak Utama
Kebanyakan fan di industri didorong oleh motor listrik arus bolak-balik (AC).
Kebanyakan motor induksi disediakan dengan 3 fase, 240 volt atau 280 volt
listrik. Komponen lain dari penggerak utama adalah pengontrol motor (motor
controller). Controller adalah mekanisme saklar yang menerima sinyal dari
rangkaian daya rendah (seperti saklar on/off) dan memberikan energi pada motor
dengan menghubungkan atau melepaskan gulungan motor ke tegangan listrik.
Soft starter adalah perangkat yang sering dipasang denga motor controller untuk
mengurangi tegangan listrik terkait dengan start-up pada motor besar.
2.
Sistem Penggerak
System penggerak sering menawarkan peluang besar untuk meningkatkan
efisiensi energi dan menurunkan biaya sistem operasi secara keseluruhan. Ada 2
(dua) jenis utama dari system penggerak yaitu direct drive dan belt drive. Dalam
sistem direct drive, fan terpasang pada poros motor. Ini merupakan sistem
sederhana yang efisien tapi memiliki fleksibilitas kurang sehubungan dengan
penyesuaian kecepatan karena sebagian besar fan dioperasikan dengan motor
induksi, kecepatan rotasi dari fan direct drive dibatasi dalam beberapa persen dari
kecepatan motor sinkron (umumnya 1200, 1800 dan 3600 rpm).
Adjustable speed drive (ASD) biasa digunakan di dalam direct drive untuk
meningkatkan fleksibilitas kecapatan rotasi. ASD pada umumnya digunakan
untuk fan yang beroperasi pada berbagai kondisi. Aplikasi pada suhu rendah dan
sistem udara yang bersih sangat cocok untuk direct drive. Belt drive memberikan
fleksibilitas dalam pemilihan kecepatan kipas. Jika perkiraan awal salah atau
persyaratan sistem berubah, belt drive memungkinkan fleksibilitas dalam
mengubah kecepatan fan. Pada fan axial, belt drive menjadi keuntungan dalam
aplikasi pada suhu tinggi atau lingkungan yang korosif.
Ada beberapa jenis belt drive diantaranya standar belt, V-belt, cogged V-belt
dan synchronous belt. Secara umum, synchronous belt adalah yang paling efisien
karena menggunakan tipe mesh yang membatasi slip dan dapat menurunkan biaya
operasi. Synchronous belt biasanya menghasilkan kebisingan lebih dari belt
lainnya. Sedangkan, V-belt paling sering digunakan karena efisiensinya, biaya
operasinya yang rendah, fleksibilitas operasi dan operasi yang kuat. Cogged V-
belt pada umumnya memiliki efisiensi sekitar 70-80%. Tetapi sistem ini
cenderung lebih mahal daripada alternatif belt drive. Cogged belt ini cenderung
memerlukan pemeriksaan lebih sering dan lebaih baik dalam aplikasi dengan
akses yang sangat terbatas.
3.
Ductwork dan Piping
Untuk kebanyakan sistem fan, udara diarahkan melalui saluran atau pipa.
Umumnya, saluran terbuat dari lembaran logam dan digunakan dalam sistem
tekanan rendah sedangkan pipa yang lebih kuat digunakan pada aplikasi tekanan
tinggi. Saluran yang lebih besar menciptakan resistensi aliran udara lebih rendah
dibandingkan saluran kecil. Meskipun biaya awal saluran besar lebih tinggi dalam
bahan dan pemasangan tetapi akan mengurangi biaya energi karena gesekan yang
rendah.
Pertimbangan lain dalam saluran adalah bentuk dan tingkat kebocoran.
Saluran bulat memiliki luas permukaan yang lebih kecil dibandingkan saluran
persegi panjang sehingga kebocoran yang terjadi akan berkurang. Dalam laju
udara panas atau dingin, luas permukaan ini juga mempengaruhi jumlah panas
yang ditransfer ke lingkungan.
4.
Perangkat Control Aliran
Perangkat control aliran ini terdiri dari peredam di bagian inlet dan outlet fan
serta baling-baling di saluran masuk fan. Baling-baling inlet menyesuaikan output
fan ke dalam 2 (dua) cara utama yaitu dengan cara menciptakan pusaran dalam
aliran udara yang berdampak udara menabrak blade atau dengan memblokir udara
sekaligus yang membatasi jumlah udara masuk ke fan. Pusaran udara ini akan
membantu mengurangi tenaga fan.
Peredam dapat digunakan untuk memblokir udara masuk atau keluar fan dan
untuk mengontrol aliran udara di cabang sistem. Peredam mengontrol aliran udara
dan mengubah jumlah pembatas dalam suatu aliran udara. Meningkatkan
pembatasan menghasilkan penurunan tekanan yang lebih besar di seluruh
peredam, sedangkan penurunan pembatasan akan mengurangi perbedaan tekanan
dan memungkinkan aliran udara lebih.
Daftar Pustaka
Aditya. (2013.) Komponen-Komponen Kompresor. Diperoleh 1 Maret 2014, dari
http://adiezzzt.blogspot.com/2013/01/makalah-kompresor.html
Arasid, Harun. (2013). Sistem Kompresor. Diperoleh 1 Maret 2014, dari
http://haruna16.wordpress.com/makalah-sistem-kompresor-3/
Media proyek. (2013). Mengenal Jenis Pompa Berdasarkan Cara Kerjanya.
Diperoleh 2 Maret 2014, dari
http://www.mediaproyek.com/2013/06/mengenal-jenis-jenis-pompaberdasarkan.html
Mira, Diana. (2012). Teori Dasar Pompa. Diperoleh 2 Maret 2012, dari
http://beatifulminders.blogspot.com/2009/03/teori-dasar-pompa.html
Prihadisetyo. (2009), Prosedur yang Benar Start-Up Pompa dan Blower/Fan
Sentrifugal Berkapasitas Besar. Diperoleh 28 Sebruari 2014, dari
http://prihadisetyo.wordpress.com/2009/04/29/prosedur-yang-benar-startup-pompa-dan-blowerfan-sentrifugal-berkapasitas-besar/
Rahman, Jodi. (2012), Perbedaan Fan dan Blower. Diperoleh 28 Februari
2014, dari http://apaperbedaan.blogspot.com/2012/08/perbedaan-fan-danblower.html
Tugas Khusus
Chega Putri Pratiwi
03111003007
BUBBLE TOWER
Perbedaan dalam komposisi kesetimbangan antara fase likuid dan uap
dapat digunakan untuk memisahkan suatu komponen secara individu ataupun
campuran. Dalam peralatan industri untuk operasi transfer uap-likuid, uap dapat
berupa gelembung yang melalui (melintas) fase likuid secara kontinyu (droplet)
likuid yang jatuh kedalam fase uap secara kontinyu, ataupun kombinasi dari
beberapa metode lainnya.
Pengertian dari gelembung uap (bubbling vapor) yang melintasi likuid
adalah uap didistribusi melalui sparger atau pipa berlubang (perforated pipe) yang
terletak pada dasar tangki yang berisi likuid. Gelembung-gelembung uap tersebut
melintasi likuid selama masa lintasannya ke permukaan (ke bagian atas kolom),
dimana ia akan terpisah dan meninggalkan kolom melalui jalur uap bagian atas
(overhead) dari kolom.
Kolom gelembung (bubble coloum) dapat berupa piringan dengan
sejumlah lubang yang di las pada risers atau chimney, dimana uap akan lewat
melintas dari bagian bawah kolom. Tiap risers dipenuhi oleh sejumlah cap
berbentuk bell (genta) untuk mempercepat uap melalui risers tersebut.
Menara-menara gelembung (bubble tower) terdiri dari ruang-ruang
terbuka berukuran besar yang dilalui oleh fasa cair yang mengalir ke dalam ruangruang ini pula gas akan disebarkan ke dalam fasa cair dalam bentuk gelembunggelembung halus. Gelembung-gelembung gas kecil akan memberikan luas kontak
yang diinginkan. Transfer massa terjadi baik selama pembentukan gelembung
maupun saat gelembung naik melalui cairan. Gelembung-gelembung yang naik ini
menimbulkan aksi pencampuran di dalam fasa cair, sehingga mengurangi
resistansi fasa cair tersebut terhadap transfer massa.
Menara gelembung digunakan dengan sistem di mana fasa cair biasanya
mengontrol laju transfer massa, misalnya bubble tower digunakan untuk absorpsi
gas yang relative tidak dapat larut seperti dalam oksidasi udara di air. Gambar 1
memperlihatkan waktu kontak dan arah aliran fasa dalam suatu menara
gelembung. Waktu kontak demikian juga dengan luas kontak memegang peranan
penting dalam menentukan jumlah massa yang ditransfer antara kedua fasa.
Mekanisme transfer massa dasar yang terjadi di dalam menara gelembung juga
dijumpai dalam tangki-tangki atau kolom-kolom gelembung batch di mana gasnya
tersebar di dasar tangki. Peralatan seperti itu umumnya dijumpai dalam oksidasi
biologis dan dalam operasi pengolahan air limbah.
Dalam operasinya, uap (vapor) naik melalui chimney, menghasilkan
sejumlah gelembung dari slot dari bagian bawah cup didalam likuid, dimana level
(ketinggian) likuid dijaga pada plate oleh weir (dam) sehingga permukaan likuid
adalah 2-2,5 inch diatas slot dari bubble cap. Likuid diumpankan pada plate dan
turun melintasi downspout menuju bagian bawah plate dimana uap akan melintas
naik melalui plate bercampur dengan likuid pada plate karena disperse yang
dihasilkan oleh slot dalam bubble cap. Uap kemudian terpisah pada permukaan
likuid dan melintasi bagian atas piringan (plate). Hal ini dapat dicapai dengan
aliran berlawanan arah (countercurrent) dari likuid yang melintas turun dengan
uap yang melintas naik melalui kolom.
1. Peralatan pada bubble coloumn
a.Kolom Piring Gelembung (Bubble Plate Coloum) dengan tanggul dan saluran
limpah yang bundar
Kolom piring gelembung (bubble plate coloum), merupakan salah satu alat
yang digunakan pada kontak anatar fase dan pemisah fase dimana bentuk
pemisahannya dilakukan dengan cara destilasi. Alat ini terdiri dari tanggul (weit),
dan pipa saluran limpah (downcomers).
Dalam kolom ini harus terjadi perpindahan massa dan panas antara uap yang
naik dan cairan yang mengalir turun. Sampel yang biasa digunakan alat ini adalah
yang berupa liquid, misalnya etanol dan air. Pada alat ini terdapat pelat-pelat yang
berfungsi sebagai perlengkapan dalam (internal fitting) berupa bidang yang
letaknya mendatar dan disusun satu diatas yang lain pada jarak-jarak tertentu di
dalam pipa kolom. Pada setiap plat terdapat lapisan cairan dengan ketinggian
tertentu. Cairan ini diterobos oleh uap yang naik melalui lubang-lubang pada
pelat.
b. Piring aliran melintang yang menunjukkan jalan masuk dan jalan keluar tanggul
Alat ini digunakan untuk cairan, dimana cairan masuk melewati piring
menuju ke piring berikut di bawahnya. Cairan di dalam kolom dipindahkan dari
pusat piring. Alat ini juga harus mempunyai cairan yang dapat menahan pada
piring yang lebih rendah untuk mencegah uap air mengalir dari atas alat ini.
Cairan pada piring yang lebih rendah ditahan oleh sebuah tanggul (weit). Tanggul
ini berfungsi untuk mendistribusikan cairan. Cairan yang masuk melalui tanggul
akan mengalir melintang sesuia dengan aliran pada piring untuk selanjutnya
mengalir ke jalan keluar tanggul.
c. Bubble Cap (Pelat Genta)
Suatu bubble cap adalah suatu piringan yang dilebgkapi dengan sebuah
lubang yang menuju suatu pipa yang sesuai yaitu chimney, yang dilewati oleh uap
dari bagian bawah piringan. Tiap-tiap pipa arah naik ditutupi oleh sumbat
berbentuk bel (genta). Sumbat-sumbat tersebut diberi bingkai agar tersedia ruang
yang cukup antara riser (pipa naik) dan sumbat sebagai tempat keluarnya uap.
Pada operasinya, uap naik melalui chimney dan dialihkan ke bawah oleh
sumbat. Keluarnya berupa gelembung-gelembung kecil dari celah pada bagian
bawah sumbat dibawah cairan. Level cairan diduga diatas pinggiran oleh suatu
alat yang berupa weit. Jadi, permukaan weit sekitar 2-2,5 in diatas puncak celah
dari bubble cap. Cairan memasuki piringan dan melewatinya dan turun melalui
pipa turun melalui piringan ke bagian bawah piringan (plate). Sementara uap
turun melalui piringan bercampur dengan cairan yang berada diatas piringan
karena hamburan dihasilkan dari celah bubble cap. Uap kemudian terpisah pada
permukaan cairan dan melewati bagian atas piringan, selanjutnya sejumlah aliran
balik dari likuid melewati bagian bawah dan uap melewati bagian atas, melewati
kolom penampang hasil.
Peralatan bubble coloum ini banyak diaplikasikan didalam proses yang
melibatkan pemisahn secara termal, seperti pada destilasi, rektifikasi, dan
fraksionasi.
2. Kolom Destilasi dan Rektifikasi
Destilasi dan rektifikasi adalah proses pemisahan termal yang digunakan secara
luas dibidang teknik untuk memisahkan campuran dalam jumlah yang besar.
Contoh:
Destilasi atau penyulingan larutan, untuk mengurangi volumenya, untuk
meningkatkan konsentrasi zat terlarut atau untuk mengkristalkan bahan padat
yang terlarut.
Destilasi produk antara atau produk akhir yang diperoleh pada reaksi kimia.
Rektifikasi pelarut organik yang telah tercemar, agar diperoleh cairan murni
yang dapat digunakan kembali.
Ketiga proses diatas adalah serupa, yaitu pemisahan terjadi oleh
penguapan salah satu komponen dari campuran, artinya dengan cara mengubah
bagian-bagian
yang
sama
dari
keadaan
cair
menjadi
berbentuk
uap.
Persyaratannya adalah kemudahan menguap (volatilitas) dari komponen yang
akan dipisahkan berbeda satu dengan lainnya.
Bila suatu campuran yang terdiri atas dua jenis cairan yang saling larut
akan dipisahkan, sedangkan tekanan uap atau titik didih keduanya relative
berdekatan, maka pemisahan tidak cukup dilakukan dengan satu kali destilasi
sederhana. Hal ini karena selain mengandung zat yang lebih mudah menguap, uap
yang terbentuk (berarti pula destilatnya) juga banyak mengandung zat yang lebih
sukar menguap.
Rektifikasi berarti memisahkan komponen-komponen yang mudah
menguap dari suatu campuran cairan dengan cara penguapan dan kondensasi
berulang-ulang, dengan perpindahan massa serta panas melalui refluks yang
terkendali. Setelah itu uap dikondensasi dan kondensat ditampung.
3. Diameter bubble coloum
Efisiensi kontak antara likuid dan uap pada plate tergantung pada besarnya
agitasi yang disebabkan suplai energi oleh uap yang melewati likuid pada
piringan. Pada kecepatan uap yang rendah, maka dihasilkan efisiensi panas yang
rendah pula. Hal ini disebabkan oleh turunnya level (ketinggian) likuid pada
piringan. Makin tinggi kecepatan uap, maka makin tinggi juga efisiensi plate
karena kontak yang panjang. Pada kecepatan uap yang sangat tinggi, pemsukan
likuid ke uap dimulai dan uap cenderung membentuk kerucut. Efisiensi
maksimum plate dicapai diatas interval kecepatan uap.
Diameter kolom bubble dapat ditentukan dengan prosedur kelebihan
kapasitas. Beban uap ini berbeda di beberapa tempat sehingga menyebabkan cross
sectional area harus di justifikasi. Daerah aktif pada piring pada bubble-cap
Diameter Kolom
Diameter Tutup
Daerah (area) aktif
(m)
0,9
1,2
1,8
2,4
13,0
(mm)
75
100
100
100
150
pada Bubble cap
0,60
0,57
0,66
0,70
0,74
Daftar Pustaka
Satir, Depi Oktari. (2012). Bubble Coloum. Diperoleh 2 Maret 2014, dari
(http://depisatir.blogspot.com /2012/10/bubble-coloum.html
Welty, James R. et al. 2004. Dasar-dasar Fenomena Transport. Erlangga : Jakarta
Tugas Khusus
Rika Damayanti
03111003021
SPRAY TOWER
Spray tower merupakan tipe absorber dengan proses absorbesi terjadi
dengan cara penyemprotan cairan terhadap gas. Spray tower terdiri dari chamberchamber besar di mana fase gas mengalir dan masuk serta kontak dengan likuid
terjadi di dalam spray nozzles. Aliran fase di dalam spray tower dimulai dari
likuid masuk dari atas ke dalam spray dan jatuh karena gaya gravitasi, serta
kontak secara countercurrent dengan aliran gas yang masuk dari bawah.
Gambar 1. Spray tower countercurrent
Untuk ketinggian yang rendah, efisiensi ruang spray kira-kira mendekati
packed powder, tetapi untuk ketinggian yang melebihi 4 ft efisiensi spray turun
dengan cepat. Adanya kemungkinan terjadinya interfase aktif yang sangat besar
pada saat terjadinya sedikit penurunan, ternyata pada prakteknya ditemukan
ketidakmungkinan untuk mencegah terjadinya hubungan ini.
Spray nozzles didesain untuk aliran likuid yang mempunyai bilangan
pressure drop yang besar maupun kecil, untuk aliran likuid yang mempunyai flow
rate kecil, maka cross area kontaknya harus besar. Laju aliran yang mempunyai
drop fals menentukan waktu kontak dan sirkulasinya disertai dengan influensasi
perpindahan massa antara dua fase dan harus kontak secara kontinu. Hambatan
pada transfer yaitu pada fase gas dikurangi dengan gerakan swirling dari falling
likuid droplets. Spray tower digunakan untuk perpindahan massa larutan gas yang
tinggi dengan dikontrol laju perpindahan masa secara normal pada fase gas.
Spray tower biasanya diaplikasikan untuk pengendalian pencemaran udara.
Banyak faktor yang dapat menyebabkan terjadinya pencemaran udara, diantaranya
pencemaran yang ditimbulkan oleh sumber-sumber alami maupun kegiatan
manusia atau kombinasi keduanya. Pencemaran udara dapat mengakibatkan
dampak pencemaran udara bersifat langsung dan lokal, regional, maupun global
atau tidak langsung dalam kurun waktu lama. Di kota-kota besar, kontribusi gas
buang kendaraan bermotor sebagai sumber polusi udara mencapai 60-70%.
Sedangkan kontribusi gas buang dari cerobong asap industri hanya berkisar 1015%, sisanya berasal dari sumber pembakaran lain,misalnya dari rumah tangga,
pembakaran sampah, kebakaran hutan, dll.
Jenis-jenis bahan pencemaran udara ialah Karbon monoksida (CO),
Nitrogen dioksida (N02), Sulfur Dioksida (S02), CFC, Karbon dioksida (CO2),
Ozon (03), Benda Partikulat (PM), Timah (Pb), HydroCarbon (HC), dan lain-lain.
Untuk penaggulangan pencemaran udara yang dilakukan oleh para pabrikpabrik besar, penggunaan Spray Tower diletakkan pada cerobong asap pabrik. Hal
ini merupakan satu bentuk teknologi pengendalian pencemaran udara secara
kolektif yang dapat disebut dengan wet scrubber. Aliran countercurrent
menghasilkan keluaran gas dengan konsentrasi polutan yang terendah pada fresh
scrubbing liquid.
Nozzel Banyak ditempatkan di menara pada ketinggian yang berbeda
untuk menyemprot semua gas ketika bergerak ke atas. Alasan menggunakan
nozzel yang banyak adalah untuk memaksimalkan jumlah tetesan halus pada
partikel polutan dan untuk menghasilkan luas permukaan yang besar dalam
penyerapan gas.
Secara teoritis, semakin kecil tetesan terbentuk maka semakin tinggi
efisiensi pengumpulan dicapai untuk gas dan partikulat polutan. Namun, tetesan
cairan harus cukup besar untuk tidak membawa scrubber dari scrubbed gas outlet
steam. Oleh karena itu, menara semprot menggunakan nozzel untuk menghasilkan
tetesan yang biasanya dengan diamater 500-1000
μ m. Kecepatan gas dijaga
tetap rendah dari 0,3-1,2 m/s (1-4 ft/s) untuk mencegah kelebihan tetesan dari
yang terjadi di dalam tower. Untuk mempertahankan kecepatan gas yang rendah,
spray tower harus lebih besar dari scrubber yang mengatur tingkat aliran gas
aliran serupa.
Masalah lain yang terjadi di spray tower adalah setelah tetesan jatuh pada
jarak pendek, mereka cenderung menggumpal atau menabrak dinding tower.
Akibatnya, total luas permukaan cairan untuk kontak berkurang sehingga
mengurangi efisiensi pengumpulan scrubber.
Selain konfigutasi aliran countercurrent, aliran dalam spray tower juga
dapat berupa cocurrent atau crosscurrent. Dalam aliran cocurrent, gas dan aliran
cairan yang masuk dari arah yang sama. Hal ini disebabkan karena aliran gas tidak
mendorong terhadap semprotan cairan, kecepatan gas di dalam tower lebih tinggi
dibandingkan dengan aliran countercurrent. Akibatnya, spray tower cocurrent
dibandingkan
dengan
spray
tower
countercureent
lebih
kecil
untuk
menghilangkan aliran gas buang dengan jumlah yang sama. Spray tower
coscurrent juga disebut horisontal spray scrubber di mana gas dan aliran cairan
yang masuk dalam arah yang tegak lurus satu sama lain.
Gambar 2. Spray tower cocurrent
Jumlah dan kualitas cairan disemprotkan di setiap bagian bisa bervariasi,
biasanya dengan cairan bersih (jika cairan daur ulang yang digunakan)
disemprotkan pada set terakhir dari semprotan.
Spray tower mampu digunakan hingga 3-4 tahun. Perawatannya pun tidak
rumit, yaitu cukup dengan melakukan pengecekan minimal 6 bulan sekali,
kemudian dilakukan platting jika ada tanda-tanda akan terjadi korosi.
Spray tower adalah perangkat pengendali yang murah terutama digunakan
untuk pengkondisian gas (cooling atau humadifying) atau untuk tahap pertama
dalam pembuangan partikel gas. Spray tower juga digunakan pada banyak sistem
desulfurisasi gas untuk mengurangi plugging oleh polutan.
Spray tower telah digunakan secara efektif untuk menghilangkan sebagian
besar partikel gas dengan kelarutan yang tinggi. Pressure drop di dalam tower
sangat rendah biasanya kurang dari 2,5 cm (1,0 dalam) dari air, dengan demikian
biaya operasi scrubber relatif rendah. Namun, biaya pemompaan cairan bisa
sangat tinggi. Karakteristik operasi dari spray tower, sebagai berikut:
Tabel 1. Karakteristik spray tower
Polutan
Gas
Penurunan
Karakteristik Spray Tower
Cair ke Gas
Cair ke
Removal
Tekanan
rasio (L/G)
efisiensi
(Δp)
tekanan
1,3-7,6 cm
(PL)
70–2800
50-90% +
Pertambanga
kPa
(efisiensi tinggi
n, Industri
pada saat gas
Kimia,
sangat mudah
Proses
industri
Incinerator
0,07–2,70 l/m³
air
Partikel
Inlet
Aplikasi
0.5-3.0 di
5 gal/ 1.000 ft³
10–400
larut)
2–8 µm
dalam air
adalah
psig
diameter
Boiler dan
normal;> 10
Besi dan
saat
Industri baja
menggunakan
semprotan
tekanan
Spray tower dapat digunakan untuk penyerapan gas tetapi tidak seefektif
packed atau plate tower. Spray tower dapat sangat efektif dalam menghilangkan
polutan jika polutan memiliki kelarutan yang tinggi atau jika ditambahkan
sejumlah reagen kimia ke dalam cairan. Misalnya, spray tower digunakan untuk
menghilangkan gas HCl dari pembuangan gas dalam pembuatan asam klorida.
Dalam produksi superfosfat digunakan manufaktur fertilizer, gas SiF4 dan HF
yang dilepaskan dari berbagai titik dalam proses. Spray tower telah digunakan
untuk menghilangkan kandungan senyawa dengan kelarutan yang tinggi. Spray
tower juga digunakan untuk menghilangkan bau pada tulang dan pabrik industry
gemuk melalui scrbbing gas buang dengan larutan KMnO4.
Karena kemampuannya untuk menangani sebagian besar volume gas di
lingkungan yang korosif, spray tower juga digunakan dalam sejumlah gas sistem
desulfurisasi gas sebagai tahap pertama atau kedua dalam proses penghilangan
polutan. Dalam sebuah spray tower, proses absorpsi dapat ditingkatkan dengan
memperhatikan beberapa parameter, antara lain:
1) Kecepatan gas dan pressure drop
Meningkatkan
kecepatan
relatif
antara
gas
dan droplet
liquid dapat
meningkatkan momentum partikel sehingga menyebabkan partikel lebih kecil
untuk terkumpul oleh mekanisme impaction. Kecepatan relatif dapat
ditingkatkan
dengan
cara
mempersempit
throat,
menginjeksikan
liquid countercurrent ke aliran gas, atau menyemprot liquid ke throat.
2) Liquid-to-gas (L/G) ratio
Liquid-to-gas ratio (L/G) adalah volume liquid yang diinjeksikan per volume
gas masuk. Secara umum, L/G ratio dapat meningkatkan efisiensi
pengumpulan karena densitas droplet di sepanjang area permukaan tertentu
pada scrubber lebih tinggi.
3) Droplet size
Terdapat ukuran droplet optimum untuk memaksimalkan pengumpulan
partikel. Droplet lebih kecil memiliki permukaan lebih besar terhadap rasio
volume, maka akan menangkap partikel lebih banyak per volume yang
diinjeksikan. Bagaimanapun juga, jika ukuran droplet terlalu kecil maka
momentum dari aliran gas dapat berpindah ke droplet yang akan menurunkan
kecepatan relatif antara droplet dan partikel. Sedangkan kecepatan relatif
rendah menghasilkan efisiensi pengumpulan yang rendah pula.
Daftar Pustaka
Fidaus, Muhammad Yusuf. (2011). Dasar-Dasar Absorpsi. Diperoleh 2 Maret
2014, dari http://muhammadyusuffirdaus.wordpress.com/2011/10/23/dasardasar-absorpsi/
Hasanah, Warda. (2012). Kawasan Daerah Simongan Menggunakan Metode
Spray Tower. Diperoleh 2 Maret 2014, dari
http://wardaadr.blogspot.com/2012/06/penanggulangan-polusi-udarayang.html
Putra, Febry Yusra. (2011). Wet Scrubber. Diperoleh 2 Maret 2014, dari http://elandalucy.blogspot.com/2011/06/wet-scrubber.html
Tugas Khusus
Elsagita Siagian
03111003038
PACKED TOWER
Packed tower digunakan pada proses destilasi, absorpsi, dan ekstraksi caircair. Kinerja sebuah packed tower sangat bergantung pada kualitas distribusi gad
dan likuid yang melewati packed bed. Packed tower digunakan untuk kontak
secara kontinu likuid dan gas untuk kedua aliran yaitu counter current dan cross
current, column vertical dimana diisi dengan packing atau dengan memperluas
permukaan kintak. Packing yang digunakan pada packed tower untuk
memperbesar permukaan kontak antara gas dan lukid.
Packed towers hampir selalu memiliki tekanan yang rendah dibandingkan
tower yang lain. Packing terdiri dari keeping-keping yang jumlahnya banyak
untuk meningkatkan kapasitas absorpsinya. Aliran gasnya sekitar 500 ft 3/min
(14,2 m3/min) digunakan 1 in (2,5 cm) packing, untuk aliran gasnya atau 2000
ft3/min (56,6 m3/min). Ada beberapa perbandingan bahan pembuat packed tower:
1) Bahan plastik:
a) Harganya murah
b) Daya tahannya lemah
2) Bahan keramik:
a) Harganya murah
b) Daya tahannya lemah
Packed tower merupakan tipe column absorbs yang banyak digunakan
karena pressure drop aliran gasnya rendah, cairan hold up kecil, lebih ekonomis
dalam cairan yang korosif, dan biaya columnnya relatif murah.
Pemilihan Packing
Pemilihan antara column tray atau packing untuk proses tertentu dapat ditentukan
dengan mempertimbangkan kelebihan atau kekurangan masing-masing desain
seperti berikut ini :
1.
Column tray dapat didesain untuk proses dengan rentang laju alir likuid dan
gas yang lebih besar dibandingkan dengan packed column.
2.
Packed column tidak sesuai dengan laju alir likuid yang sangat rendah
3.
Efisiensi tray dapat diprediksi dengan lebih teliti dibandingkan dengan
perhitungan untuk packing (HETP).
4.
Hasil desain column tray lebih terjamin daripada packed column. Pada
packed column selalu ada keraguan bahwa distribusi likuid dapat terjaga
dengan baik di sepanjang packed column pada semua kondisi operasi
terutama pada column yang cukup besar.
5.
Pada column tray lebih mudah membuat pendingin; coil dapat dipasang pada
tray.
6.
Pada column tray lebih mudah untuk membuat side-streams.
7.
Jika likuid menyebabkan fouling atau mengandung padatan, lebih mudah
membersihkannya pada column tray. Jika diameter column cukup kecil akan
lebih murah menggunakan packing dan mengganti packing jika terjadi
fouling.
8.
Untuk likuid yang bersifat korosif, lebih murah jika menggunakan packed
column daripada column tray.
9.
Likuid hold-up jauh lebih rendah pada packed column dibandingkan column
tray. Hal ini sangat penting ketika inventory liquid yang mudah terbakar atau
beracun harus sekecil mungkin untuk alasan keselamatan.
10. Packed column lebih sesuai untuk menangani foaming system.
11. Pressure drop per tahap kesetimbangan (HETP) lebih rendah pada packing
daripada tray dan pada column vakum sebaiknya menggunakan packing.
12. Pada column dengan diameter kecil (kurang dari 0,6 m) sebaiknya
menggunakan packing; tray akan sulit dipasang dan cukup mahal.
Menentukan Tinggi Packing Bed
Ukuran, mm
HETP, m
Ukuran, mm
HETP, m
25 (1 in.)
0,4 – 0,5
38 (1 ½ in.)
0,6 – 0,75
50 (2 in.)
0,75 – 1,0
Penentuan tinggi packing bed pada column destilasi dapat menggunakan
konsep Height of an equivalent equilibrium stage untuk mengkonversi jumlah
tahap ideal yang diperlukan menjadi tinggi packing. Tinggi tahap kesetimbangan
ekivalen yang biasanya disebut tinggi plate teoritik (height of a theoretical plate,
HETP) adalah tinggi packing yang diperlukan untuk menghasilkan proses
pemisahan yang sama seperti pada tahap kesetimbangan. Berikut ini nilai HETP
untuk packing jenis Pall rings yang dapat digunakan untuk memperkirakan tinggi
packing bed yang diperlukan.
Merancang sebuah packed column adalah campuran halus seni dan sains.
Packed column adalah yang paling sering digunakan untuk menghilangkan
kontaminan atau pengotor dalam aliran gas (proses absorpsi). Namun packed
column juga dapat digunakan untuk menghilangkan komponen volatile dari aliran
cairan dengan mengontakkan cair dengan gas inert (stripping). Packed column
juga digunakan dalam penerapan proses destilasi saat pemisahan untuk menutupi
komponen yang mendidih. Dalam packed column ini lebih fokus pada proses
penyerapan.
Langkah pertama dalam merancang sebuah packed tower dibutuhkan ilmu
pengetaahuan dan seni namun yang paling berperan adalah ilmu pengetahuan
untuk merancangnya. Data kesetimbangan antara kontak kontaminan dan pelarut
atau komponen penyulingan sangat diperlukan untuk analisis rancangan packed
tower ini. Jika tabel data untuk sistem tidak tersedia dan jumlah total dari
kontaminan adalah kecil (pada umumnya demikian), Hukum Raoult dapat
digunkaan untuk memperkirakan data kesetimbangan penyerapan atau proses
stripping. Untuk destilasi, data kesetimbangan dapat diprediksi dengan memilih
model termodinamika yang sesuai. Garis operasi tower dibagun berbeda
tergantung pada proses yang akan dilakukan destilasi atau stripping. Dalam
absorpsi/stripping, garis operasi dibangun berbeda tergantung apakah aliran bahan
terkontaminasi dapat dianggap “encer” atau diperlakukan sebagai aliran pekat.
Biasanya aman untuk mengasumsikan aliran sebagai bahan encer jika konsentrasi
kontaminan korang dari 10% dari aliran. Untuk aliran yang tidak dapat dianggap
encer maka koefisien transfer massa harus dievaluasi dalam bentuk gas dan aliran
cairan.
Langkah-Langkah Merancang Packed column
1.
Memilih Jenis dan Ukuran dari Packing
Hal pertam
LABORATORIUM UNIT OPERASI
WETTED WALL ABSORPTION COLUMN
OLEH :
KELOMPOK 3
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Chega Putri Pratiwi
Rika Damayanti
Elsagita Siagian
Adi Kuncoro
M. Sentot B.I
Dwi Sunu Permatahati
03111003007
03111003021
03111003038
03111003045
03111003083
03111003098
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2014
Tugas Umum
Pompa, Kompressor, Blower, dan Fan
1.
POMPA
1.1. Pengertian Pompa
Pompa merupakan suatu peralatan mekanik yang digerakkan oleh tenaga
mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat
lain, di mana cairan tersebut hanya mengalir apabila terdapat perbedaan tekanan.
Selain digunakan untuk memindahkan cairan, pompa juga berfungsi untuk
meningkatkan kecepatan, tekanan dan ketinggian cairan.
1.2. Konstruksi Pompa
Konstruksi sebuah pompa agar dapat memindahkan cairan dari suatu
tempat ke tempat lain adalah sebagai berikut:
1.2.1. Mesin Penggerak (Motor)
Mesin penggerak merubah energi listrik menjadi energi mekanik yang
diperlukan untuk menggerakkan pompa. Energi ditransmisikan ke pompa oleh
suatu belt ke pully penggerak pompa.
1.2.2. Pompa
Pompa menerima energi mekanik dari mesin penggerak, kemudian menggerakkan
energi mekanik dengan prinsip:
a.
Untuk menggerakkan atau mengalirkan cairan yang diproses melalui pompa
b.
pada kapasitas cairan yang diperlukan.
Untuk memindahkan energi kedalam cairan yang di proses, yang terlihat
dengan bertambahnya tekanan cairan pada lubang keluar pompa.
1.2.3. Sistem Pipa Masuk dan Keluar Cairan
Sistem pipa masuk memindahkan cairan yang bersih dari bejana
penyimpanan pompa.
Gambar 1. Konstruksi Pompa
1.3. Klasifikasi Pompa
Berdasarkan
prinsip
pompa
kerjanya,
dapat
diklasifikasikan menjadi 7
(tujuh)
jenis pompa, antara lain:
1.
Pompa Sentrifugal (Centrifugal Pump)
Sifat dari pompa ini adalah memindahkan energi pada daun/kipas pompa
dengan dasar pembelokan/pengubah aliran. Kapasitas yang dihasilkan oleh pompa
sentrifugal adalah sebanding dengan putaran, sedangkan total head (tekanan) yang
di hasilkan oleh pompa sentrifugal adalah sebanding dengan pangkat dua dari
kecepatan putaran.
Gambar 2. Bagian-bagian pompa sentrifugal
2.
Pompa Desak (Positive Displacement Pumps)
Sifat dari pompa desak adalah perubahan periodik pada isi dari ruangan yang
terpisah dari bagian hisap dan tekan yang dipisahkan oleh bagian dari pompa.
Kapasitas yang dihasilkan oleh pompa desak adalah sebanding dengan kecepatan
pergerakan atau kecepatan putaran, sedangkan total head (tekanan) yang
dihasilkan oleh pompa ini tidak tergantung dari kecepatan pergerakan atau
putaran.
Pompa desak dibedakan atas: oscilating pumps (pompa desak gerak bolak
balik) dengan rotary displecement pumps (pompa desak berputar). Contoh pompa
desak gerak bolak balik adalah piston/plunger pumps, diaphragm pumps. Contoh
pompa rotary displacement pumps adalah rotary pump, eccentric spiral pumps,
gear pumps, vane pumps, dan lain-lain.
3.
Jet Pumps
Sifat dari jets pump adalah sebagai pendorong untuk mengangkat cairan dari
tempat yang sangat dalam. Perubahan tekanan dari nozzle yang disebabkan oleh
aliran media yang digunakan untuk membawa cairan tersebut ke atas. Media yang
digunakan dapat berupa cairan maupun gas. Pompa ini tidak mempunyai bagian
yang bergerak dan konstruksinya sangat sederhana. Keefektifan dan efisiensi
pompa ini sangat terbatas.
4.
Air Lift Pumps (Mammoth Pumps)
Cara kerja pompa ini sangat tergantung pada aksi dari campuran antara cairan
dan gas (two phase flow).
5.
Hidraulic pumps
Pompa ini menggunakan kinetik energi dari cairan yang dipompakan pada
suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba-tiba menjadi energi
yang berbentuk lain (energi tekan).
6.
Elevator Pump
Sifat dari pompa ini mengangkat cairan ke tempat yang lebih tinggi dengan
menggunakan roda timbah, archimedean screw dan peralatan sejenis.
7.
Electromagnetic Pumps
Cara kerja pompa ini tergantung dari kerja langsung sebuah medan magnet
padi edia ferromagnetic yang dialirkan, oleh karena itu penggunaan dari pompa
ini sangat terbatas pada cairan metal.
2.
KOMPRESSOR
2.1. Pengertian Kompresor
Kompresor merupakan mesin yang digunakan untuk menaikkan tekanan
udara dengan cara memampatkan gas atau udara yang kerjanya didapat dari poros.
Kompresor biasanya bekerja dengan menghisap udara atmosfir. Jika kompresor
bekerja pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfir maka kompresor ini
disebut sebagai penguat (booster), dan jika kompresor bekerja di bawah tekanan
atmosfir maka disebut pompa vakum. Gas mempunyai kemampuan yang besar
untuk menyimpan energi persatuan volume dengan menaikkan tekanannya,
namun ada hal-hal yang harus diperhatikan, yaitu: kenaikan temperatur pada
pemampatan, pendinginan pada pemuaian, dan kebocoran yang mudah terjadi.
2.2. Klasifikasi Kompresor
Secara garis besar kompresor dapat dikasifikasikan menjadi dua bagian,
yaitu Positive Displacement Compressor dan Dynamic Compressor. Positive
displacement compressor terdiri atas reciprocating dan rotary sedangkan
Dynamic compressor terdiri atas centrifugal, axial dan ejector.
1.
Kompresor Torak Resiprokal (Reciprocating Compressor)
Kompresor ini dikenal juga dengan kompresor torak karena dilengkapi
dengan torak yang bekerja bolak-balik atau gerak resiprokal. Pemasukan udara
diatur oleh katup masuk dan dihisap oleh torak yang gerakannya menjauhi katup.
Pada saat terjadi pengisapan, tekanan udara di dalam silinder mengecil, sehingga
udara luar akan masuk ke dalam silinder secara alami. Pada saat gerak kompresi
torak bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas sehingga udara di atas torak
bertekanan tinggi, selanjutnya dimasukkan ke dalam tabung penyimpan udara.
Tabung penyimpanan dilengkapi dengan katup satu arah sehingga udara yang ada
dalam tangki tidak akan kembali ke silinder. Proses tersebut berlangsung terusmenerus hingga diperoleh tekanan udara yang diperlukan. Gerakan mengisap dan
mengkompresi ke tabung penampung ini berlangsung secara terus menerus, pada
umumnya bila tekanan dalam tabung telah melebihi kapasitas, maka katup
pengaman akan terbuka, atau mesin penggerak akan mati secara otomatis.
2.
Kompresor Torak Dua Tingkat Sistem Pendingin Udara
Kompresor udara bertingkat digunakan untuk menghasilkan tekanan udara
yang lebih tinggi. Udara masuk akan dikompresi oleh torak pertama, kemudian
didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam silinder kedua untuk dikompresi oleh
torak
kedua
sampai
pada
tekanan
yang
diinginkan.
Pemampatan
(pengkompresian) udara tahap kedua lebih besar, di mana temperatur udara akan
naik selama terjadi kompresi sehingga perlu mengalami proses pendinginan
dengan memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering digunakan
misalnya, dengan sistem udara atau dengan sistem air bersirkulasi. Batas tekanan
maksimum untuk jenis kompresor torak resiprokal antara lain, untuk kompresor
satu tingkat tekanan hingga 4 bar. Sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya
hingga 15 bar.
3.
Kompresor Diafragma (Diaphragma Compressor)
Jenis kompresor ini termasuk dalam kelompok kompresor torak. Namun letak
torak dipisahkan melalui sebuah membran diafragma. Udara yang masuk dan
keluar tidak langsung berhubungan dengan bagian-bagian yang bergerak secara
resiprokal. Adanya pemisahan ruangan ini udara akan lebih terjaga dan bebas dari
uap air dan pelumas/oli. Oleh karena itu kompresor diafragma banyak digunakan
pada industri bahan makanan, farmasi, obat – obatan dan kimia.
Prinsip kerjanya hampir sama dengan kompresor torak. Perbedaannya
terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk ke dalam tangki
penyimpanan udara bertekanan. Torak pada kompresor diafragma tidak secara
langsung menghisap dan menekan udara tetapi menggerakkan sebuah membran
(diafragma) dulu. Dari gerakan diafragma yang kembang kempis itulah yang akan
menghisap dan menekan udara ke tabung penyimpan.
4.
Kompresor Putar (Rotary Compressor)
Kompresor putar ini memiliki sepasang rotor berbentuk sekrup. Pasangan ini
berputar serempak dalam arah yang berlawanan dan saling mengait seperti roda
gigi. Putaran serempak ini dapat berlangsung karena kaitan gigi-gigi rotor itu
sendiri atau dengan perantaraan sepasang roda gigi penyerempak putaran. Karena
gesekan antar rotor sangat kecil, kompresor ini mempunyai performansi yang baik
untuk umur kerja yang panjang. Perbedaan tekanan maksimum yang diizinkan
pada kompresor ini ditentukan oleh defleksi lentur rotor dan besarnya biasanya
adalah 30 kg/cm2 (2900 kPa). Mekanisme kerja kompresor rotary, udara masuk
dimampatkan melalui blade (Mata Pisau) yang berputar cepat. Blade tersebut
digerakkan untuk memampatkan udara yang masuk.
Kompresor beroperasi pada kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan
hasil keluaran yang lebih tinggi dibandingkan kompresor reciprocating. Biaya
investasinya rendah, bentuknya kompak, ringan dan mudah perawatannya,
sehingga kompresor ini sangat popular di industri.
5.
Kompresor Sekrup (Screw)
Kompresor sekrup memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau bertautan
(engage), yang satu mempunyai bentuk cekung sedangkan lainnya berbentuk
cembung, sehingga dapat memindahkan udara secara aksial ke sisi lainnya. Kedua
rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang saling bertautan. Jika rodaroda gigi tersebut berbentuk lurus, maka kompresor ini dapat digunakan sebagai
pompa hidrolik pada pesawat-pesawat hidrolik. Roda-roda gigi kompresor sekrup
harus diletakkan pada rumah-rumah roda gigi dengan benar sehingga betul-betul
dapat menghisap dan menekan fluida.
6.
Kompresor Root Blower (Sayap Kupu-Kupu)
Kompresor jenis ini akan mengisap udara luar dari satu sisi ke sisi yang lain
tanpa ada perubahan volume. Torak membuat penguncian pada bagian sisi yang
bertekanan. Prinsip kompresor ini ternyata dapat disamakan dengan pompa
pelumas model kupu-kupu pada sebuah motor bakar. Beberapa kelemahannya
adalah: tingkat kebocoran yang tinggi. Kebocoran terjadi karena antara balingbaling dan rumahnya tidak dapat saling rapat betul. Berbeda jika dibandingkan
dengan pompa pelumas pada motor bakar, karena fluidanya adalah minyak
pelumas maka film-film minyak sendiri sudah menjadi bahan perapat antara
dinding rumah dan sayap-sayap kupu itu. Dilihat dari konstruksinya, Sayap kupukupu di dalam rumah pompa digerakan oleh sepasang roda gigi yang saling
bertautan juga, sehingga dapat berputar tepat pada dinding.
7.
Kompresor Aliran (Turbo Compressor)
Jenis kompresor ini cocok untuk menghasilkan volume udara yang besar.
Kompresor aliran udara ada yang dibuat dengan arah masuknya udara secara
aksial dan ada yang secara radial. Arah aliran udara dapat dirubah dalam satu roda
turbin atau lebih untuk menghasilkan kecepatan aliran udara yang diperlukan.
Energi kinetik yang ditimbulkan menjadi energi bentuk tekanan.
8.
Kompresor Aliran Radial
Percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari
ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang masuk pertama udara
dilemparkan keluar menjauhi sumbu. Bila kompresornya bertingkat, maka dari
tingkat pertama udara akan dipantulkan kembali mendekati sumbu. Dari tingkat
pertama masuk lagi ke tingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat sesuai yang
dibutuhkan. Semakin banyak tingkat dari susunan sudu- sudu tersebut maka akan
semakin tinggi tekanan udara yang dihasilkan. Prinsip kerja kompresor radial
akan menghisap udara luar melalui sudu-sudu rotor, udara akan terisap masuk ke
dalam ruangan hisap lalu dikompresi dan akan ditampung pada tangki
penyimpanan udara bertekanan hingga tekanannya sesuai dengan kebutuhan.
9.
Kompresor Aliran Aksial
Pada kompresor aliran aksial, udara akan mendapatkan percepatan oleh sudu
yang terdapat pada rotor dan arah alirannya ke arah aksial yaitu searah (sejajar)
dengan sumbu rotor. Jadi pengisapan dan penekanan udara terjadi saat rangkaian
sudu-sudu pada rotor itu berputar secara cepat. Putaran cepat ini mutlak
diperlukan untuk mendapatkan aliran udara yang mempunyai tekanan yang
diinginkan. Teringat pula alat semacam ini adalah seperti kompresor pada sistem
turbin gas atau mesin-mesin pesawat terbang turbo propeller. perbedaannya, jika
pada turbin gas adalah menghasilkan mekanik putar pada porosnya. Tetapi, pada
kompresor ini tenaga mekanik dari mesin akan memutar rotor sehingga akan
menghasilkan udara bertekanan.
2.3. Penggerak Kompresor
Penggerak kompresor merupakan bagian dari compressor yang berfungsi
untuk memutar kompresor, sehingga kompresor dapat bekerja secara optiomal.
Kompresor berdaya rendah menggunakan motor listrik dua fase atau motor bensin
sedangkan kompresor berdaya besar memerlukan motor listrik 3 fase atau mesin
diesel. Penggunaan mesin bensin atau diesel biasanya digunakan bilamana lokasi
disekitarnya tidak terdapat aliran listrik atau cenderung non stasioner. Kompresor
yang digunakan di pabrik-pabrik kebanyakan digerakkan oleh motor listrik karena
biasanya terdapat instalasi listrik dan cenderung stasionar (tidak berpindahpindah). Kompresor yang baik dapat bergerak jika energi yang disuplay pada
kompresor tersebut stabil dan tidak terjadi lonjakan yang sewaktu-waktu bisa saja
membuat alat ini rusak. Kompresor yang bergerak optimal akan menghasilkan
kerja yang baik dan sangat bermanfaat untuk meningkatkan efisiensi dari proses
yang menggunakan alat ini. Kompresor yang biasanya digunakan adalah
kompresor yang menjadikan listrik sebagai sumber energinya sehingga kompresor
sangat tergantung pada isntalasi listrik.
2.4. Komponen Kompresor
Berikut ini adalah komponen penyusun compressor, antara lain:
1.
Kerangka (Frame)
Fungsi utama adalah untuk mendukung seluruh beban dan berfungsi juga
sebagai tempat kedudukan bantalan, poros engkol, silinder dan tempat
penampungan minyak pelumas.
2.
Poros Engkol (Crank Shaft)
Berfungsi mengubah gerak berputar (rotasi) menjadi gerak lurus bolak balik
(translasi) sehingga bisa menggerakkan kompresor.
3.
Batang Penghubung (Connecting Rod)
Berfungsi meneruskan gaya dari poros engkol ke batang torak melalui kepala
silang, batang penghubung harus kuat dan tahan bengkok sehingga mampu
menahan beban pada saat kompresi.
4.
Kepala Silang (Cross Head)
Berfungsi meneruskan gaya dari batang penghubung ke batang torak. Kepala
silang dapat meluncur pada bantalan luncurnya.
5.
Silinder (Cylinder)
Berfungsi sebagai tempat kedudukan liner silinder dan water jacket.
6.
Liner Silinder (Cylinder Liner)
Berfungsi sebagai lintasan gerakan piston torak saat melakukan proses
ekspansi, pemasukan, kompresi, dan pengeluaran.
7.
Front and Rear Cylinder Cover
Adalah tutup silinder bagian head end/front cover dan bagian crank end/rear
cover yang berfungsi untuk menahan gas/udara supaya tidak keluar silinder.
8.
Water Jacket
Weal jacket adalah ruangan dalam silinder untuk bersirkulasi air sebagai
pendingin.
9.
Torak (Piston)
Sebagai elemen yang menghandel gas/udara pada proses pemasukan
(suction), kompresi (compression) dan pengeluaran (discharge).
10. Cincin Torak (Piston Rings)
Berfungsi mengurangi kebocoran gas/udara antara permukaan torak dengan
dinding liner silinder.
11. Batang Torak
Berfungsi meneruskan gaya dari kepala silang ke torak.
12. Cincin Penahan Gas (Packing Rod)
Berfungsi menahan kebocoran gas akibat adanya celah (clearance) antara
bagian yang bergerak (batang torak) dengan bagian yang diam (silinder). Cincin
penahan gas ini terdiri dari beberapa ring segment.
13. Ring Oil Scraper
Berfungsi untuk mencegah kebocoran minyak pelumas pada frame
14. Katup Kompresor (Compressor Valve)
Berfungsi untuk mengatur pemasukan dan pengeluaran gas/udara, kedalam
atau keluar silinder. Katup ini dapat bekerja membuka dan menutup sendiri akibat
adanya perbedaan tekanan yang terjadi antara bagian dalam dengan bagian luar
silinder.
3.
BLOWER
3.1. Pengertian Blower
Blower merupakan alat yang digunakan untuk menghasilkan angin yang
bervolume kencang yang dapat dimanfaatkan dalam bidang pekerjaan manusia.
Blower hampir menyerupai kipas angin, namun blower mampu menghasilkan
angin yang jauh lebih kencang daripada kipas angin. Di dalam blower terdapat
lubang kecil yang berfungsi untuk mengeluarkan angin yang dihasilkan oleh
blower itu sendiri. Meskipun blower merupakan salah satu jenis peralatan modern,
namun alat ini masih jarang dijumpai.
Pada dasarnya blower memiliki prinsip kerja yang mirip dengan
kompresor. Blower digerakkan oleh mesin penggerak yang berupa engine ataupun
motor listrik. Tekanan angin yang terdapat pada blower biasanya tidak terlalu
besar dan biasnya blower ini dimanfaatkan untuk membawa muatan produk
berupa bubuk atau biji yang ditiup oleh blower.
Blower dapat digunakan sebagai peniup, namun juga bisa digunakan
sebagai vakum. Blower mampu memberikan laju aliran volume transfer yang
tinggi dengan rasio tekanan yang relatif lebih besar. Rasio tekanan dari kipas
angin di bawah 1,1 sedangkan blower memiliki rasio tekanan 1,1-1,2. Fan
menghasilkan aliran gas dengan sedikit tekanan dan volume gas yang lebih besar,
sementara blower menghasilkan rasio tekanan yang relatif lebih tinggi dengan
volume aliran gas yang lebih besar.
Gambar 3. Perbedaan blower dan tradional fan
Sebagian besar blower berbentuk sentrifugal. Blower juga dapat digunakan
untuk memasok udara draft ke boiler dan tungku. Pengertian blower pada
dasarnya sama dengan fan, namun blower dapat menghasilkan tekanan statik yang
lebih tinggi. Kadang-kadang tekanan yang lebih tinggi dicapai melalui sebuah
susunan impeller multitahap. Dalam praktik keteknikan, fan dan blower
dikategorikan sebagai piranti yang menghasilkan tekanan relatif rendah,
sedangkan kompresor menghasilkan tekanan yang lebih tinggi. Batasan antara
blower dan kompresor ditetapkan pada 7% peningkatan densitas fluida (udara)
dari umpan blower ke keluaran blower.
3.2. Tipe-Tipe Blower
Berikut ini beberapa tipe blower, antara lain:
1. Blower Sentrifugal
Blower sentrifugal mengolah udara atau gas yang masuk dalam arah aksial
dan keluar dalam arah radial. Tipe blower ini mempunyai 3 bilah, yaitu: bilah
radial atau lurus, bilah bengkol maju (forward curved blade), dan bilah bengkol
mundur (backward curved blade). Blower bilah radial biasanya digunakan dalam
aplikasi yang mempunyai temperatur tinggi dan diameter yang besar. Bilah yang
dalam arah radial mempunyai tegangan (stress) yang sangat rendah dibandingkan
dengan bilah bengkol maju ataupun mundur. Rotor mempunyai 4-12 bilah dan
biasanya beropeasi pada kecepatan rendah. Blower ini digunakan dalam kerja
buangan (exhaust work), khususnya untuk gas-gas pada temperatur tinggi dan
dengan suspensi dalam alirannya.
2.
Forward-Curved Blade Blower
Blower ini mengalirkan gas buang pada kecepatan yang sangat tinggi.
Tekanan yang dipasok oleh blower ini lebih rendah dibandingkan dengan tekanan
yang dihasilkan oleh dua bilah yang lain. Banyaknya bilah dalam rotor tersebut
dapat mencapai 50, sedangkan kecepatannya dapat mencapai 3600 rpm.
3.
Backward-curved blade blower
Blower ini digunakan ketika dibutuhkan tekanan buang yang lebih tinggi.
Blower ini digunakan pada berbagai aplikasi. Blower jenis backward dan forward
curved mempunyai tegangan yang jauh lebih besar daripada blower radial. Blower
sentrifugal menghasilkan energi dalam aliran udara (gas) melalui gaya sentrifugal
dan memberikan sebuah kecepatan kecepatan pada udara (gas) tersebut. Bilah
bengkol maju memberikan sebagian besar kecepatan kepada udara (gas). Ikal
yang berbentuk gulungan (scroll shaped volute) mendifusikan udara dan
menciptakan kenaikan tekanan statik dengan cara penurunan kecepatan gas.
Perubahan tekanan total (biasanya kecil) terjadi di dalam impeller. Tekanan statik
meningkat, baik dalam impeler maupun bagian difusi. Efisiensi operasi fan
biasanya pada rentang 40-80%. Tekanan total buang adalah jumlah dari tekanan
statik dan velocity head.
4.
FAN
4.1. Pengertian Fan
Pada industri, fan merupakan alat yang digunakan untuk pasokan ventilasi
atau udara pembakaran yang mana untuk mensirkulasi udara atau gas lainnya
melewati alat dan untuk mengeluarkan udara atau gas lainnya dari alat. Fan secara
luas digunakan di industri dan pengaplikasian komersial seperti ventilasi, material
handling, boiler, refrigerasi, dust collection, aplikasi pendingin dan lainnya.
4.2. Klasifikasi Fan
Secara umum, fan dibagi menjadi 2 (dua) jenis, yaitu:
1.
Fan Sentrifugal
Fan sentrifugal meningkatkan kecepatan aliran udara dengan impeler
berputar. Kecepatan meningkat sampai mencapai ujung blades dan kemudian
diubah ke tekanan. Fan ini mampu menghasilkan tekanan tinggi yang cocok
untuk kondisi operasi yang kasar, seperti sistim dengan suhu tinggi, aliran udara
kotor atau lembab, dan
handling
bahan. Fan sentrifugal dikategorikan
berdasarkan bentuk bladenya.
2.
Fan Axial
Fan aliran aksial dirancang untuk menangani laju alir yang sangat tinggi dan
tekanan rendah. Fan aksial menggerakan aliran udara sepanjang sumbu fan. Cara
kerja fan seperti impeler pesawat terbang yaitu blades fan menghasilkan
pengangkatan aerodinamis yang menekan udara. Fan ini terkenal di industri
karena murah, bentuknya yang kompak dan ringan.
4.3. Komponen Sistem Fan
Sebuah system fan khusus terdiri dari sebuah fan, motor elektrik, system
penggerak, saluran atau pipa, perangkat control aliran, dan peralatan pendingin
udara (filter, koil pendingin, heat exchanger, dll).
1.
Penggerak Utama
Kebanyakan fan di industri didorong oleh motor listrik arus bolak-balik (AC).
Kebanyakan motor induksi disediakan dengan 3 fase, 240 volt atau 280 volt
listrik. Komponen lain dari penggerak utama adalah pengontrol motor (motor
controller). Controller adalah mekanisme saklar yang menerima sinyal dari
rangkaian daya rendah (seperti saklar on/off) dan memberikan energi pada motor
dengan menghubungkan atau melepaskan gulungan motor ke tegangan listrik.
Soft starter adalah perangkat yang sering dipasang denga motor controller untuk
mengurangi tegangan listrik terkait dengan start-up pada motor besar.
2.
Sistem Penggerak
System penggerak sering menawarkan peluang besar untuk meningkatkan
efisiensi energi dan menurunkan biaya sistem operasi secara keseluruhan. Ada 2
(dua) jenis utama dari system penggerak yaitu direct drive dan belt drive. Dalam
sistem direct drive, fan terpasang pada poros motor. Ini merupakan sistem
sederhana yang efisien tapi memiliki fleksibilitas kurang sehubungan dengan
penyesuaian kecepatan karena sebagian besar fan dioperasikan dengan motor
induksi, kecepatan rotasi dari fan direct drive dibatasi dalam beberapa persen dari
kecepatan motor sinkron (umumnya 1200, 1800 dan 3600 rpm).
Adjustable speed drive (ASD) biasa digunakan di dalam direct drive untuk
meningkatkan fleksibilitas kecapatan rotasi. ASD pada umumnya digunakan
untuk fan yang beroperasi pada berbagai kondisi. Aplikasi pada suhu rendah dan
sistem udara yang bersih sangat cocok untuk direct drive. Belt drive memberikan
fleksibilitas dalam pemilihan kecepatan kipas. Jika perkiraan awal salah atau
persyaratan sistem berubah, belt drive memungkinkan fleksibilitas dalam
mengubah kecepatan fan. Pada fan axial, belt drive menjadi keuntungan dalam
aplikasi pada suhu tinggi atau lingkungan yang korosif.
Ada beberapa jenis belt drive diantaranya standar belt, V-belt, cogged V-belt
dan synchronous belt. Secara umum, synchronous belt adalah yang paling efisien
karena menggunakan tipe mesh yang membatasi slip dan dapat menurunkan biaya
operasi. Synchronous belt biasanya menghasilkan kebisingan lebih dari belt
lainnya. Sedangkan, V-belt paling sering digunakan karena efisiensinya, biaya
operasinya yang rendah, fleksibilitas operasi dan operasi yang kuat. Cogged V-
belt pada umumnya memiliki efisiensi sekitar 70-80%. Tetapi sistem ini
cenderung lebih mahal daripada alternatif belt drive. Cogged belt ini cenderung
memerlukan pemeriksaan lebih sering dan lebaih baik dalam aplikasi dengan
akses yang sangat terbatas.
3.
Ductwork dan Piping
Untuk kebanyakan sistem fan, udara diarahkan melalui saluran atau pipa.
Umumnya, saluran terbuat dari lembaran logam dan digunakan dalam sistem
tekanan rendah sedangkan pipa yang lebih kuat digunakan pada aplikasi tekanan
tinggi. Saluran yang lebih besar menciptakan resistensi aliran udara lebih rendah
dibandingkan saluran kecil. Meskipun biaya awal saluran besar lebih tinggi dalam
bahan dan pemasangan tetapi akan mengurangi biaya energi karena gesekan yang
rendah.
Pertimbangan lain dalam saluran adalah bentuk dan tingkat kebocoran.
Saluran bulat memiliki luas permukaan yang lebih kecil dibandingkan saluran
persegi panjang sehingga kebocoran yang terjadi akan berkurang. Dalam laju
udara panas atau dingin, luas permukaan ini juga mempengaruhi jumlah panas
yang ditransfer ke lingkungan.
4.
Perangkat Control Aliran
Perangkat control aliran ini terdiri dari peredam di bagian inlet dan outlet fan
serta baling-baling di saluran masuk fan. Baling-baling inlet menyesuaikan output
fan ke dalam 2 (dua) cara utama yaitu dengan cara menciptakan pusaran dalam
aliran udara yang berdampak udara menabrak blade atau dengan memblokir udara
sekaligus yang membatasi jumlah udara masuk ke fan. Pusaran udara ini akan
membantu mengurangi tenaga fan.
Peredam dapat digunakan untuk memblokir udara masuk atau keluar fan dan
untuk mengontrol aliran udara di cabang sistem. Peredam mengontrol aliran udara
dan mengubah jumlah pembatas dalam suatu aliran udara. Meningkatkan
pembatasan menghasilkan penurunan tekanan yang lebih besar di seluruh
peredam, sedangkan penurunan pembatasan akan mengurangi perbedaan tekanan
dan memungkinkan aliran udara lebih.
Daftar Pustaka
Aditya. (2013.) Komponen-Komponen Kompresor. Diperoleh 1 Maret 2014, dari
http://adiezzzt.blogspot.com/2013/01/makalah-kompresor.html
Arasid, Harun. (2013). Sistem Kompresor. Diperoleh 1 Maret 2014, dari
http://haruna16.wordpress.com/makalah-sistem-kompresor-3/
Media proyek. (2013). Mengenal Jenis Pompa Berdasarkan Cara Kerjanya.
Diperoleh 2 Maret 2014, dari
http://www.mediaproyek.com/2013/06/mengenal-jenis-jenis-pompaberdasarkan.html
Mira, Diana. (2012). Teori Dasar Pompa. Diperoleh 2 Maret 2012, dari
http://beatifulminders.blogspot.com/2009/03/teori-dasar-pompa.html
Prihadisetyo. (2009), Prosedur yang Benar Start-Up Pompa dan Blower/Fan
Sentrifugal Berkapasitas Besar. Diperoleh 28 Sebruari 2014, dari
http://prihadisetyo.wordpress.com/2009/04/29/prosedur-yang-benar-startup-pompa-dan-blowerfan-sentrifugal-berkapasitas-besar/
Rahman, Jodi. (2012), Perbedaan Fan dan Blower. Diperoleh 28 Februari
2014, dari http://apaperbedaan.blogspot.com/2012/08/perbedaan-fan-danblower.html
Tugas Khusus
Chega Putri Pratiwi
03111003007
BUBBLE TOWER
Perbedaan dalam komposisi kesetimbangan antara fase likuid dan uap
dapat digunakan untuk memisahkan suatu komponen secara individu ataupun
campuran. Dalam peralatan industri untuk operasi transfer uap-likuid, uap dapat
berupa gelembung yang melalui (melintas) fase likuid secara kontinyu (droplet)
likuid yang jatuh kedalam fase uap secara kontinyu, ataupun kombinasi dari
beberapa metode lainnya.
Pengertian dari gelembung uap (bubbling vapor) yang melintasi likuid
adalah uap didistribusi melalui sparger atau pipa berlubang (perforated pipe) yang
terletak pada dasar tangki yang berisi likuid. Gelembung-gelembung uap tersebut
melintasi likuid selama masa lintasannya ke permukaan (ke bagian atas kolom),
dimana ia akan terpisah dan meninggalkan kolom melalui jalur uap bagian atas
(overhead) dari kolom.
Kolom gelembung (bubble coloum) dapat berupa piringan dengan
sejumlah lubang yang di las pada risers atau chimney, dimana uap akan lewat
melintas dari bagian bawah kolom. Tiap risers dipenuhi oleh sejumlah cap
berbentuk bell (genta) untuk mempercepat uap melalui risers tersebut.
Menara-menara gelembung (bubble tower) terdiri dari ruang-ruang
terbuka berukuran besar yang dilalui oleh fasa cair yang mengalir ke dalam ruangruang ini pula gas akan disebarkan ke dalam fasa cair dalam bentuk gelembunggelembung halus. Gelembung-gelembung gas kecil akan memberikan luas kontak
yang diinginkan. Transfer massa terjadi baik selama pembentukan gelembung
maupun saat gelembung naik melalui cairan. Gelembung-gelembung yang naik ini
menimbulkan aksi pencampuran di dalam fasa cair, sehingga mengurangi
resistansi fasa cair tersebut terhadap transfer massa.
Menara gelembung digunakan dengan sistem di mana fasa cair biasanya
mengontrol laju transfer massa, misalnya bubble tower digunakan untuk absorpsi
gas yang relative tidak dapat larut seperti dalam oksidasi udara di air. Gambar 1
memperlihatkan waktu kontak dan arah aliran fasa dalam suatu menara
gelembung. Waktu kontak demikian juga dengan luas kontak memegang peranan
penting dalam menentukan jumlah massa yang ditransfer antara kedua fasa.
Mekanisme transfer massa dasar yang terjadi di dalam menara gelembung juga
dijumpai dalam tangki-tangki atau kolom-kolom gelembung batch di mana gasnya
tersebar di dasar tangki. Peralatan seperti itu umumnya dijumpai dalam oksidasi
biologis dan dalam operasi pengolahan air limbah.
Dalam operasinya, uap (vapor) naik melalui chimney, menghasilkan
sejumlah gelembung dari slot dari bagian bawah cup didalam likuid, dimana level
(ketinggian) likuid dijaga pada plate oleh weir (dam) sehingga permukaan likuid
adalah 2-2,5 inch diatas slot dari bubble cap. Likuid diumpankan pada plate dan
turun melintasi downspout menuju bagian bawah plate dimana uap akan melintas
naik melalui plate bercampur dengan likuid pada plate karena disperse yang
dihasilkan oleh slot dalam bubble cap. Uap kemudian terpisah pada permukaan
likuid dan melintasi bagian atas piringan (plate). Hal ini dapat dicapai dengan
aliran berlawanan arah (countercurrent) dari likuid yang melintas turun dengan
uap yang melintas naik melalui kolom.
1. Peralatan pada bubble coloumn
a.Kolom Piring Gelembung (Bubble Plate Coloum) dengan tanggul dan saluran
limpah yang bundar
Kolom piring gelembung (bubble plate coloum), merupakan salah satu alat
yang digunakan pada kontak anatar fase dan pemisah fase dimana bentuk
pemisahannya dilakukan dengan cara destilasi. Alat ini terdiri dari tanggul (weit),
dan pipa saluran limpah (downcomers).
Dalam kolom ini harus terjadi perpindahan massa dan panas antara uap yang
naik dan cairan yang mengalir turun. Sampel yang biasa digunakan alat ini adalah
yang berupa liquid, misalnya etanol dan air. Pada alat ini terdapat pelat-pelat yang
berfungsi sebagai perlengkapan dalam (internal fitting) berupa bidang yang
letaknya mendatar dan disusun satu diatas yang lain pada jarak-jarak tertentu di
dalam pipa kolom. Pada setiap plat terdapat lapisan cairan dengan ketinggian
tertentu. Cairan ini diterobos oleh uap yang naik melalui lubang-lubang pada
pelat.
b. Piring aliran melintang yang menunjukkan jalan masuk dan jalan keluar tanggul
Alat ini digunakan untuk cairan, dimana cairan masuk melewati piring
menuju ke piring berikut di bawahnya. Cairan di dalam kolom dipindahkan dari
pusat piring. Alat ini juga harus mempunyai cairan yang dapat menahan pada
piring yang lebih rendah untuk mencegah uap air mengalir dari atas alat ini.
Cairan pada piring yang lebih rendah ditahan oleh sebuah tanggul (weit). Tanggul
ini berfungsi untuk mendistribusikan cairan. Cairan yang masuk melalui tanggul
akan mengalir melintang sesuia dengan aliran pada piring untuk selanjutnya
mengalir ke jalan keluar tanggul.
c. Bubble Cap (Pelat Genta)
Suatu bubble cap adalah suatu piringan yang dilebgkapi dengan sebuah
lubang yang menuju suatu pipa yang sesuai yaitu chimney, yang dilewati oleh uap
dari bagian bawah piringan. Tiap-tiap pipa arah naik ditutupi oleh sumbat
berbentuk bel (genta). Sumbat-sumbat tersebut diberi bingkai agar tersedia ruang
yang cukup antara riser (pipa naik) dan sumbat sebagai tempat keluarnya uap.
Pada operasinya, uap naik melalui chimney dan dialihkan ke bawah oleh
sumbat. Keluarnya berupa gelembung-gelembung kecil dari celah pada bagian
bawah sumbat dibawah cairan. Level cairan diduga diatas pinggiran oleh suatu
alat yang berupa weit. Jadi, permukaan weit sekitar 2-2,5 in diatas puncak celah
dari bubble cap. Cairan memasuki piringan dan melewatinya dan turun melalui
pipa turun melalui piringan ke bagian bawah piringan (plate). Sementara uap
turun melalui piringan bercampur dengan cairan yang berada diatas piringan
karena hamburan dihasilkan dari celah bubble cap. Uap kemudian terpisah pada
permukaan cairan dan melewati bagian atas piringan, selanjutnya sejumlah aliran
balik dari likuid melewati bagian bawah dan uap melewati bagian atas, melewati
kolom penampang hasil.
Peralatan bubble coloum ini banyak diaplikasikan didalam proses yang
melibatkan pemisahn secara termal, seperti pada destilasi, rektifikasi, dan
fraksionasi.
2. Kolom Destilasi dan Rektifikasi
Destilasi dan rektifikasi adalah proses pemisahan termal yang digunakan secara
luas dibidang teknik untuk memisahkan campuran dalam jumlah yang besar.
Contoh:
Destilasi atau penyulingan larutan, untuk mengurangi volumenya, untuk
meningkatkan konsentrasi zat terlarut atau untuk mengkristalkan bahan padat
yang terlarut.
Destilasi produk antara atau produk akhir yang diperoleh pada reaksi kimia.
Rektifikasi pelarut organik yang telah tercemar, agar diperoleh cairan murni
yang dapat digunakan kembali.
Ketiga proses diatas adalah serupa, yaitu pemisahan terjadi oleh
penguapan salah satu komponen dari campuran, artinya dengan cara mengubah
bagian-bagian
yang
sama
dari
keadaan
cair
menjadi
berbentuk
uap.
Persyaratannya adalah kemudahan menguap (volatilitas) dari komponen yang
akan dipisahkan berbeda satu dengan lainnya.
Bila suatu campuran yang terdiri atas dua jenis cairan yang saling larut
akan dipisahkan, sedangkan tekanan uap atau titik didih keduanya relative
berdekatan, maka pemisahan tidak cukup dilakukan dengan satu kali destilasi
sederhana. Hal ini karena selain mengandung zat yang lebih mudah menguap, uap
yang terbentuk (berarti pula destilatnya) juga banyak mengandung zat yang lebih
sukar menguap.
Rektifikasi berarti memisahkan komponen-komponen yang mudah
menguap dari suatu campuran cairan dengan cara penguapan dan kondensasi
berulang-ulang, dengan perpindahan massa serta panas melalui refluks yang
terkendali. Setelah itu uap dikondensasi dan kondensat ditampung.
3. Diameter bubble coloum
Efisiensi kontak antara likuid dan uap pada plate tergantung pada besarnya
agitasi yang disebabkan suplai energi oleh uap yang melewati likuid pada
piringan. Pada kecepatan uap yang rendah, maka dihasilkan efisiensi panas yang
rendah pula. Hal ini disebabkan oleh turunnya level (ketinggian) likuid pada
piringan. Makin tinggi kecepatan uap, maka makin tinggi juga efisiensi plate
karena kontak yang panjang. Pada kecepatan uap yang sangat tinggi, pemsukan
likuid ke uap dimulai dan uap cenderung membentuk kerucut. Efisiensi
maksimum plate dicapai diatas interval kecepatan uap.
Diameter kolom bubble dapat ditentukan dengan prosedur kelebihan
kapasitas. Beban uap ini berbeda di beberapa tempat sehingga menyebabkan cross
sectional area harus di justifikasi. Daerah aktif pada piring pada bubble-cap
Diameter Kolom
Diameter Tutup
Daerah (area) aktif
(m)
0,9
1,2
1,8
2,4
13,0
(mm)
75
100
100
100
150
pada Bubble cap
0,60
0,57
0,66
0,70
0,74
Daftar Pustaka
Satir, Depi Oktari. (2012). Bubble Coloum. Diperoleh 2 Maret 2014, dari
(http://depisatir.blogspot.com /2012/10/bubble-coloum.html
Welty, James R. et al. 2004. Dasar-dasar Fenomena Transport. Erlangga : Jakarta
Tugas Khusus
Rika Damayanti
03111003021
SPRAY TOWER
Spray tower merupakan tipe absorber dengan proses absorbesi terjadi
dengan cara penyemprotan cairan terhadap gas. Spray tower terdiri dari chamberchamber besar di mana fase gas mengalir dan masuk serta kontak dengan likuid
terjadi di dalam spray nozzles. Aliran fase di dalam spray tower dimulai dari
likuid masuk dari atas ke dalam spray dan jatuh karena gaya gravitasi, serta
kontak secara countercurrent dengan aliran gas yang masuk dari bawah.
Gambar 1. Spray tower countercurrent
Untuk ketinggian yang rendah, efisiensi ruang spray kira-kira mendekati
packed powder, tetapi untuk ketinggian yang melebihi 4 ft efisiensi spray turun
dengan cepat. Adanya kemungkinan terjadinya interfase aktif yang sangat besar
pada saat terjadinya sedikit penurunan, ternyata pada prakteknya ditemukan
ketidakmungkinan untuk mencegah terjadinya hubungan ini.
Spray nozzles didesain untuk aliran likuid yang mempunyai bilangan
pressure drop yang besar maupun kecil, untuk aliran likuid yang mempunyai flow
rate kecil, maka cross area kontaknya harus besar. Laju aliran yang mempunyai
drop fals menentukan waktu kontak dan sirkulasinya disertai dengan influensasi
perpindahan massa antara dua fase dan harus kontak secara kontinu. Hambatan
pada transfer yaitu pada fase gas dikurangi dengan gerakan swirling dari falling
likuid droplets. Spray tower digunakan untuk perpindahan massa larutan gas yang
tinggi dengan dikontrol laju perpindahan masa secara normal pada fase gas.
Spray tower biasanya diaplikasikan untuk pengendalian pencemaran udara.
Banyak faktor yang dapat menyebabkan terjadinya pencemaran udara, diantaranya
pencemaran yang ditimbulkan oleh sumber-sumber alami maupun kegiatan
manusia atau kombinasi keduanya. Pencemaran udara dapat mengakibatkan
dampak pencemaran udara bersifat langsung dan lokal, regional, maupun global
atau tidak langsung dalam kurun waktu lama. Di kota-kota besar, kontribusi gas
buang kendaraan bermotor sebagai sumber polusi udara mencapai 60-70%.
Sedangkan kontribusi gas buang dari cerobong asap industri hanya berkisar 1015%, sisanya berasal dari sumber pembakaran lain,misalnya dari rumah tangga,
pembakaran sampah, kebakaran hutan, dll.
Jenis-jenis bahan pencemaran udara ialah Karbon monoksida (CO),
Nitrogen dioksida (N02), Sulfur Dioksida (S02), CFC, Karbon dioksida (CO2),
Ozon (03), Benda Partikulat (PM), Timah (Pb), HydroCarbon (HC), dan lain-lain.
Untuk penaggulangan pencemaran udara yang dilakukan oleh para pabrikpabrik besar, penggunaan Spray Tower diletakkan pada cerobong asap pabrik. Hal
ini merupakan satu bentuk teknologi pengendalian pencemaran udara secara
kolektif yang dapat disebut dengan wet scrubber. Aliran countercurrent
menghasilkan keluaran gas dengan konsentrasi polutan yang terendah pada fresh
scrubbing liquid.
Nozzel Banyak ditempatkan di menara pada ketinggian yang berbeda
untuk menyemprot semua gas ketika bergerak ke atas. Alasan menggunakan
nozzel yang banyak adalah untuk memaksimalkan jumlah tetesan halus pada
partikel polutan dan untuk menghasilkan luas permukaan yang besar dalam
penyerapan gas.
Secara teoritis, semakin kecil tetesan terbentuk maka semakin tinggi
efisiensi pengumpulan dicapai untuk gas dan partikulat polutan. Namun, tetesan
cairan harus cukup besar untuk tidak membawa scrubber dari scrubbed gas outlet
steam. Oleh karena itu, menara semprot menggunakan nozzel untuk menghasilkan
tetesan yang biasanya dengan diamater 500-1000
μ m. Kecepatan gas dijaga
tetap rendah dari 0,3-1,2 m/s (1-4 ft/s) untuk mencegah kelebihan tetesan dari
yang terjadi di dalam tower. Untuk mempertahankan kecepatan gas yang rendah,
spray tower harus lebih besar dari scrubber yang mengatur tingkat aliran gas
aliran serupa.
Masalah lain yang terjadi di spray tower adalah setelah tetesan jatuh pada
jarak pendek, mereka cenderung menggumpal atau menabrak dinding tower.
Akibatnya, total luas permukaan cairan untuk kontak berkurang sehingga
mengurangi efisiensi pengumpulan scrubber.
Selain konfigutasi aliran countercurrent, aliran dalam spray tower juga
dapat berupa cocurrent atau crosscurrent. Dalam aliran cocurrent, gas dan aliran
cairan yang masuk dari arah yang sama. Hal ini disebabkan karena aliran gas tidak
mendorong terhadap semprotan cairan, kecepatan gas di dalam tower lebih tinggi
dibandingkan dengan aliran countercurrent. Akibatnya, spray tower cocurrent
dibandingkan
dengan
spray
tower
countercureent
lebih
kecil
untuk
menghilangkan aliran gas buang dengan jumlah yang sama. Spray tower
coscurrent juga disebut horisontal spray scrubber di mana gas dan aliran cairan
yang masuk dalam arah yang tegak lurus satu sama lain.
Gambar 2. Spray tower cocurrent
Jumlah dan kualitas cairan disemprotkan di setiap bagian bisa bervariasi,
biasanya dengan cairan bersih (jika cairan daur ulang yang digunakan)
disemprotkan pada set terakhir dari semprotan.
Spray tower mampu digunakan hingga 3-4 tahun. Perawatannya pun tidak
rumit, yaitu cukup dengan melakukan pengecekan minimal 6 bulan sekali,
kemudian dilakukan platting jika ada tanda-tanda akan terjadi korosi.
Spray tower adalah perangkat pengendali yang murah terutama digunakan
untuk pengkondisian gas (cooling atau humadifying) atau untuk tahap pertama
dalam pembuangan partikel gas. Spray tower juga digunakan pada banyak sistem
desulfurisasi gas untuk mengurangi plugging oleh polutan.
Spray tower telah digunakan secara efektif untuk menghilangkan sebagian
besar partikel gas dengan kelarutan yang tinggi. Pressure drop di dalam tower
sangat rendah biasanya kurang dari 2,5 cm (1,0 dalam) dari air, dengan demikian
biaya operasi scrubber relatif rendah. Namun, biaya pemompaan cairan bisa
sangat tinggi. Karakteristik operasi dari spray tower, sebagai berikut:
Tabel 1. Karakteristik spray tower
Polutan
Gas
Penurunan
Karakteristik Spray Tower
Cair ke Gas
Cair ke
Removal
Tekanan
rasio (L/G)
efisiensi
(Δp)
tekanan
1,3-7,6 cm
(PL)
70–2800
50-90% +
Pertambanga
kPa
(efisiensi tinggi
n, Industri
pada saat gas
Kimia,
sangat mudah
Proses
industri
Incinerator
0,07–2,70 l/m³
air
Partikel
Inlet
Aplikasi
0.5-3.0 di
5 gal/ 1.000 ft³
10–400
larut)
2–8 µm
dalam air
adalah
psig
diameter
Boiler dan
normal;> 10
Besi dan
saat
Industri baja
menggunakan
semprotan
tekanan
Spray tower dapat digunakan untuk penyerapan gas tetapi tidak seefektif
packed atau plate tower. Spray tower dapat sangat efektif dalam menghilangkan
polutan jika polutan memiliki kelarutan yang tinggi atau jika ditambahkan
sejumlah reagen kimia ke dalam cairan. Misalnya, spray tower digunakan untuk
menghilangkan gas HCl dari pembuangan gas dalam pembuatan asam klorida.
Dalam produksi superfosfat digunakan manufaktur fertilizer, gas SiF4 dan HF
yang dilepaskan dari berbagai titik dalam proses. Spray tower telah digunakan
untuk menghilangkan kandungan senyawa dengan kelarutan yang tinggi. Spray
tower juga digunakan untuk menghilangkan bau pada tulang dan pabrik industry
gemuk melalui scrbbing gas buang dengan larutan KMnO4.
Karena kemampuannya untuk menangani sebagian besar volume gas di
lingkungan yang korosif, spray tower juga digunakan dalam sejumlah gas sistem
desulfurisasi gas sebagai tahap pertama atau kedua dalam proses penghilangan
polutan. Dalam sebuah spray tower, proses absorpsi dapat ditingkatkan dengan
memperhatikan beberapa parameter, antara lain:
1) Kecepatan gas dan pressure drop
Meningkatkan
kecepatan
relatif
antara
gas
dan droplet
liquid dapat
meningkatkan momentum partikel sehingga menyebabkan partikel lebih kecil
untuk terkumpul oleh mekanisme impaction. Kecepatan relatif dapat
ditingkatkan
dengan
cara
mempersempit
throat,
menginjeksikan
liquid countercurrent ke aliran gas, atau menyemprot liquid ke throat.
2) Liquid-to-gas (L/G) ratio
Liquid-to-gas ratio (L/G) adalah volume liquid yang diinjeksikan per volume
gas masuk. Secara umum, L/G ratio dapat meningkatkan efisiensi
pengumpulan karena densitas droplet di sepanjang area permukaan tertentu
pada scrubber lebih tinggi.
3) Droplet size
Terdapat ukuran droplet optimum untuk memaksimalkan pengumpulan
partikel. Droplet lebih kecil memiliki permukaan lebih besar terhadap rasio
volume, maka akan menangkap partikel lebih banyak per volume yang
diinjeksikan. Bagaimanapun juga, jika ukuran droplet terlalu kecil maka
momentum dari aliran gas dapat berpindah ke droplet yang akan menurunkan
kecepatan relatif antara droplet dan partikel. Sedangkan kecepatan relatif
rendah menghasilkan efisiensi pengumpulan yang rendah pula.
Daftar Pustaka
Fidaus, Muhammad Yusuf. (2011). Dasar-Dasar Absorpsi. Diperoleh 2 Maret
2014, dari http://muhammadyusuffirdaus.wordpress.com/2011/10/23/dasardasar-absorpsi/
Hasanah, Warda. (2012). Kawasan Daerah Simongan Menggunakan Metode
Spray Tower. Diperoleh 2 Maret 2014, dari
http://wardaadr.blogspot.com/2012/06/penanggulangan-polusi-udarayang.html
Putra, Febry Yusra. (2011). Wet Scrubber. Diperoleh 2 Maret 2014, dari http://elandalucy.blogspot.com/2011/06/wet-scrubber.html
Tugas Khusus
Elsagita Siagian
03111003038
PACKED TOWER
Packed tower digunakan pada proses destilasi, absorpsi, dan ekstraksi caircair. Kinerja sebuah packed tower sangat bergantung pada kualitas distribusi gad
dan likuid yang melewati packed bed. Packed tower digunakan untuk kontak
secara kontinu likuid dan gas untuk kedua aliran yaitu counter current dan cross
current, column vertical dimana diisi dengan packing atau dengan memperluas
permukaan kintak. Packing yang digunakan pada packed tower untuk
memperbesar permukaan kontak antara gas dan lukid.
Packed towers hampir selalu memiliki tekanan yang rendah dibandingkan
tower yang lain. Packing terdiri dari keeping-keping yang jumlahnya banyak
untuk meningkatkan kapasitas absorpsinya. Aliran gasnya sekitar 500 ft 3/min
(14,2 m3/min) digunakan 1 in (2,5 cm) packing, untuk aliran gasnya atau 2000
ft3/min (56,6 m3/min). Ada beberapa perbandingan bahan pembuat packed tower:
1) Bahan plastik:
a) Harganya murah
b) Daya tahannya lemah
2) Bahan keramik:
a) Harganya murah
b) Daya tahannya lemah
Packed tower merupakan tipe column absorbs yang banyak digunakan
karena pressure drop aliran gasnya rendah, cairan hold up kecil, lebih ekonomis
dalam cairan yang korosif, dan biaya columnnya relatif murah.
Pemilihan Packing
Pemilihan antara column tray atau packing untuk proses tertentu dapat ditentukan
dengan mempertimbangkan kelebihan atau kekurangan masing-masing desain
seperti berikut ini :
1.
Column tray dapat didesain untuk proses dengan rentang laju alir likuid dan
gas yang lebih besar dibandingkan dengan packed column.
2.
Packed column tidak sesuai dengan laju alir likuid yang sangat rendah
3.
Efisiensi tray dapat diprediksi dengan lebih teliti dibandingkan dengan
perhitungan untuk packing (HETP).
4.
Hasil desain column tray lebih terjamin daripada packed column. Pada
packed column selalu ada keraguan bahwa distribusi likuid dapat terjaga
dengan baik di sepanjang packed column pada semua kondisi operasi
terutama pada column yang cukup besar.
5.
Pada column tray lebih mudah membuat pendingin; coil dapat dipasang pada
tray.
6.
Pada column tray lebih mudah untuk membuat side-streams.
7.
Jika likuid menyebabkan fouling atau mengandung padatan, lebih mudah
membersihkannya pada column tray. Jika diameter column cukup kecil akan
lebih murah menggunakan packing dan mengganti packing jika terjadi
fouling.
8.
Untuk likuid yang bersifat korosif, lebih murah jika menggunakan packed
column daripada column tray.
9.
Likuid hold-up jauh lebih rendah pada packed column dibandingkan column
tray. Hal ini sangat penting ketika inventory liquid yang mudah terbakar atau
beracun harus sekecil mungkin untuk alasan keselamatan.
10. Packed column lebih sesuai untuk menangani foaming system.
11. Pressure drop per tahap kesetimbangan (HETP) lebih rendah pada packing
daripada tray dan pada column vakum sebaiknya menggunakan packing.
12. Pada column dengan diameter kecil (kurang dari 0,6 m) sebaiknya
menggunakan packing; tray akan sulit dipasang dan cukup mahal.
Menentukan Tinggi Packing Bed
Ukuran, mm
HETP, m
Ukuran, mm
HETP, m
25 (1 in.)
0,4 – 0,5
38 (1 ½ in.)
0,6 – 0,75
50 (2 in.)
0,75 – 1,0
Penentuan tinggi packing bed pada column destilasi dapat menggunakan
konsep Height of an equivalent equilibrium stage untuk mengkonversi jumlah
tahap ideal yang diperlukan menjadi tinggi packing. Tinggi tahap kesetimbangan
ekivalen yang biasanya disebut tinggi plate teoritik (height of a theoretical plate,
HETP) adalah tinggi packing yang diperlukan untuk menghasilkan proses
pemisahan yang sama seperti pada tahap kesetimbangan. Berikut ini nilai HETP
untuk packing jenis Pall rings yang dapat digunakan untuk memperkirakan tinggi
packing bed yang diperlukan.
Merancang sebuah packed column adalah campuran halus seni dan sains.
Packed column adalah yang paling sering digunakan untuk menghilangkan
kontaminan atau pengotor dalam aliran gas (proses absorpsi). Namun packed
column juga dapat digunakan untuk menghilangkan komponen volatile dari aliran
cairan dengan mengontakkan cair dengan gas inert (stripping). Packed column
juga digunakan dalam penerapan proses destilasi saat pemisahan untuk menutupi
komponen yang mendidih. Dalam packed column ini lebih fokus pada proses
penyerapan.
Langkah pertama dalam merancang sebuah packed tower dibutuhkan ilmu
pengetaahuan dan seni namun yang paling berperan adalah ilmu pengetahuan
untuk merancangnya. Data kesetimbangan antara kontak kontaminan dan pelarut
atau komponen penyulingan sangat diperlukan untuk analisis rancangan packed
tower ini. Jika tabel data untuk sistem tidak tersedia dan jumlah total dari
kontaminan adalah kecil (pada umumnya demikian), Hukum Raoult dapat
digunkaan untuk memperkirakan data kesetimbangan penyerapan atau proses
stripping. Untuk destilasi, data kesetimbangan dapat diprediksi dengan memilih
model termodinamika yang sesuai. Garis operasi tower dibagun berbeda
tergantung pada proses yang akan dilakukan destilasi atau stripping. Dalam
absorpsi/stripping, garis operasi dibangun berbeda tergantung apakah aliran bahan
terkontaminasi dapat dianggap “encer” atau diperlakukan sebagai aliran pekat.
Biasanya aman untuk mengasumsikan aliran sebagai bahan encer jika konsentrasi
kontaminan korang dari 10% dari aliran. Untuk aliran yang tidak dapat dianggap
encer maka koefisien transfer massa harus dievaluasi dalam bentuk gas dan aliran
cairan.
Langkah-Langkah Merancang Packed column
1.
Memilih Jenis dan Ukuran dari Packing
Hal pertam