absorbsi 1

ABSORBSI 1

A. PERBEDAAN TEKANAN UDARA SEPANJANG KOLOM KERING

1. Tujuan Percobaan

Menentukan perbedaan tekanan udara sepanjang kolom kering sebagai fungsi dan laju alir udara

dan laju alir yang berbeda-beda.

2. Alat dan Bahan yang digunakan

Satu unit peralatan absorbs

Udara tekan

Air

3. Dasar Teori

Absorbsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas dengan cara

pengikatan bahan tersebut pada permukaan absorben cair yang diikuti dengan pelarutan.

Kelarutan gas yang akan diserap dapat disebabkan hanya oleh gaya-gaya fisik (pada absorpsi

fisik) atau selain gaya tersebut juga oleh ikatan kimia (pada absorpsi kimia). Komponen gas yang

dapat mengadakan ikatan kimia akan dilarutkan lebih dahulu dan juga dengan kecepatan yang

lebih tinggi. Karena itu absorpsi kimia mengungguli absorpsi fisik. Absorbsi gas atau penyerapan

gas merupakan proses perpindahan massa.

Pada absorbsi gas, uap yang diserap dari campurannya dengan gas tidak aktif atau lembab

(inert gas) dengan bantuan zat cair dimana gas terlarut (solute gas) dapat larut banyak atau

sedikit. Fungsi Absorbsi dalam industri adalah meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan

cara merubah fasenya.

Alat yang banyak digunakan dalam absorbsi gas dan beberapa operasi lain adalah menara

isian. Piranti ini terdiri dari sebuah kolom berbentuk silinder atau menara yang dilengkapi

dengan pemasukan gas dan ruang distribusi pada bagian bawah. Pemasukan zat cair dan

distribusinya pada bagian atas. Sedangkan pengeluaran gas dan zat cair masing-masing diatas

dan dibawah. Serta suatu massa bentukan zat padat (tidak aktif/inert) diatas penyangganya.

Bentukan ini disebut isian menara atau tower packing.

Jenis-jenis isian menara yang diciptakan orang banyak sekali macamnya tetapi ada

beberapa jenis yang lazim dipakai. Isian menara terbagi menjadi dua macam, yaitu yang di isikan

dengan mencurahkan secara acak kedalam menara dan disusun kedalam menara dengan tangan.

Persyaratan pokok yang diperlukan untuk isian menara, yaitu:

Harus tidak bereaksi (kimia) dengan fluida didalam menara

Tidak terlau berat

Harus mengandung cukup banyak laluan untuk arus tanpa banyak zat cair yang terperangkap atau

menyebabkan penurunan tekanan terlalu tinggi

Harus memungkinkan terjadinya kontak yang memuaskan antara zat cair dan gas

Tidak terlalu mahal

Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan diabsorpsi pada

permukaannya, baik secara fisik maupun secara reaksi kimia. Absorben sering juga disebut

sebagai cairan pencuci.

Persyaratan absorben :

Memiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang sebesar mungkin (kebutuhan akan

cairan lebih sedikit, volume alat lebih kecil).

Selektif

Memiliki tekanan uap yang rendah

Tidak korosif.

Mempunyai viskositas yang rendah

Stabil secara termis.

Murah

Jenis-jenis bahan yang dapat digunakan sebagai absorben adalah air (untuk gas-gas yang

dapat larut, atau untuk pemisahan partikel debu dan tetesan cairan), natrium hidroksida (untuk

gas-gas yang dapat bereaksi seperti asam) dan asam sulfat (untuk gas-gas yang dapat bereaksi

seperti basa).

Kolom Absorbsi

Adalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya proses pengabsorbsi

(penyerapan/penggumpalan) dari zat yang dilewatkan di kolom/tabung tersebut. Proses

ini dilakukan dengan melewatkan zat yang terkontaminasi oleh komponen lain dan zat

tersebut dilewatkan ke kolom ini dimana terdapat fase cair dari komponen tersebut.

Struktur dalam absorber

1. Bagian atas: Spray untuk megubah gas input menjadi fase cair.

2. Bagian tengah: Packed tower untuk memperluas permukaan sentuh sehingga mudah untuk

diabsorbsi

3. Bagian bawah: Input gas sebagai tempat masuknya gas ke dalam reaktor.

Prinsip Kerja Kolom Absorbsi

1. Kolom absorbsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda fase mengalir berlawanan

arah yang dapat menyebabkan komponen kimia ditransfer dari satu fase cairan ke fase lainnya,

terjadi hampir pada setiap reaktor kimia. Proses ini dapat berupa absorpsi gas, destilasi,pelarutan

yang terjadi pada semua reaksi kimia.

2. Campuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan kebawah menara absorber.

Didalam absorber terjadi kontak antar dua fasa yaitu fasa gas dan fasa cair mengakibatkan

perpindahan massa difusional dalam umpan gas dari bawah menara ke dalam pelarut air sprayer

yang diumpankan dari bagian atas menara. Peristiwa absorbsi ini terjadi pada sebuah kolom yang

berisi packing dengan dua tingkat.

Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan dari gas yang dimasukkan tadi.

Proses Pengolahan Kembali Pelarut Dalam Proses Kolom Absorber

1. Konfigurasi reaktor akan berbeda dan disesuaikan dengan sifat alami dari pelarut yang

digunakan

2. Aspek Thermodynamic (suhu dekomposisi dari pelarut),Volalitas pelarut,dan aspek kimia/fisika

seperti korosivitas, viskositas,toxisitas, juga termasuk biaya, semuanya akan diperhitungkan

ketika memilih pelarut untuk spesifik sesuai dengan proses yang akan dilakukan.

3. Ketika volalitas pelarut sangat rendah, contohnya pelarut tidak muncul pada aliran gas, proses

untuk meregenerasinya cukup sederhana yakni dengan memanaskannya

Aplikasi kolom absorbsi:

• Teknologi Refrigerasi

• Teknologi proses pembuatan formalin

• Proses pembuatan asam nitrat

4. Langkah Kerja

1. Harus mengeringkan kolom terlebih dahulu dengan menggunakan laju alir udara maksimum

2. Menghubungkan bagian atas dan bawah kolom dengan manometer air dengan menggunakan

katup S1 dan S2

3. Membaca perbedaan tekanan sepanjang kolom untuk beberapa range laju alir udara

5. Data Pengamatan 1

Peningkatan Laju AlirLaju Alir (L/min)

∆P (mmH₂O)

20 0,073256540 0,0952335560 0,146513180 0,3662868

100 0,65930920120 0,9523355140 1,2453618160 1,39187499

Penurunan Laju AlirLaju Alir (L/min)

∆P (mmH₂O)

160 1,39187499140 1,2453618120 0,9523355

100 0,659309080 0,36628289260 0,29302640 0,1441113020 0,0732565

Laju Alir (L/min)

∆P (mmH₂O)Peningkatan Penurunan

20 0,0732565 0,073256540 0,09523355 0.1441113060 0,1465131 0,29302680 0,3662868 0,366282892

100 0,65930920 0,6593090120 0,9523355 0,9523355140 1,2453618 1,2453618160 1,39187499 1,39187499

6. Perhitungan

Diketahui : ρ = 1,22 kg/m3

g = 9,8 kg/ms2

a. Kenaikan Laju Alir

ΔP = ρ x g x h x t

= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,001 m x 60 s

= 0,71736 kg/ms

ΔP konversi

= 0,71736 kg/ms x 14,696 psia x 2,311

ft H2O x 304,8 mm H2O

1,01325 x 105 kg/ms x 1 psia x 1 ft H2O

= 0,073314192 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,0013 m x 60 s

= 0,932568 kg/ms

ΔP konversi

= 0,932568 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 0,09530845 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,002 m x 60 s

= 0,45472 kg/ms

ΔP konversi

= 0,45472 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 0,146628384 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,005 m x 60 s

= 3,5868 kg/ms

ΔP konversi

= 3,5868 kg/ms x 14,696 psia x 2,311 ft

H2O x 304,8 mm H2O


= 0,36657096 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,009 m x 60 s

= 6,45624 kg/ms

ΔP konversi

= 6,45624 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 0,659827728 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,013 m x 60 s

= 9,32568 kg/ms

ΔP konversi

= 9,32568 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 0,95084496 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,017 m x 60 s

= 12,19512 kg/ms

ΔP konversi

= 12,19512 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 1,246341264 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,019 m x 60 s

= 13,62984 kg/ms

ΔP konversi

= 13,62984 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 1,392969648 mm H2O

b. Penurunan Laju Alir


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,019 m x 60 s

= 13,62984 kg/ms

ΔP konversi

= 13,62984 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 1,392969648 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,017 m x 60 s

= 12,19512 kg/ms

ΔP konversi

= 12,19512 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 1,246341264 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,013 m x 60 s

= 9,32568 kg/ms

ΔP konversi

= 9,32568 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 0,95084496 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,009 m x 60 s

= 6,45624 kg/ms

ΔP konversi

= 6,45624 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 0,659827728 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,005 m x 60 s

= 3,5868 kg/ms

ΔP konversi

= 3,5868 kg/ms x 14,696 psia x 2,311 ft

H2O x 304,8 mm H2O


= 0,36657096 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,004 m x 60 s

= 2,86944 kg/ms

ΔP konversi

= 2,86944 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 0,293026 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,002 m x 60 s

= 1,4112 kg/ms

ΔP konversi

= 1,4112 kg/ms x 14,696 psia x 2,311 ft

H2O x 304,8 mm H2O


= 0,14411130 mm H2O


= 1,22 kg/m3 x 9,8 kg/ms2 x 0,001 m x 60 s

= 0,71736 kg/ms

ΔP konversi

= 0,71736 kg/ms x 14,696 psia x 2,311



= 0,0732565 mm H2O

B. PERBEDAAN TEKANAN UDARA SEPANJANG KOLOM DENGAN LAJU ALIR AIR

1. Tujuan Percobaan

Menguji perbedaan tekanan udara sepanjang kolom sebagai fungsi laju alir udara untuk beberapa

laju alir yang berbeda-beda sepanjang kolom

2. Langkah Kerja

1. Mengisi tanki penampung dengan air hingga ¾ penuh

2. Menghidupkan pompa atau mengatur C1 sehingga didapat laju alir 1 L/min sepanjang kolom

3. Mengalirkan udara dari bawah kolom dengan laju alir 30 L/min dan menunggu sekitar 2 menit

hingga stabil

4. Mencatat beda tekanan udara sepanjang kolom basah sebagai fungsi dan laju alir udara

5. Mencatat perbedaan tekanan sepanjang kolom sebagai fungsi dan laju alir udara un tuk beberapa

laju alir berbeda sehingga 1 L/min. memperhatikan perubahan kolom pada setiap pergantian laju

alir.

3. Data Pengamatan 2

Data pengamatan 2 . perbedaan tekanan udara sepanjang kolom dengan laju alir airTabel 1. Flow air 1.0

ρ g h t ∆P∆P

konversi

1,22 9,8 0,005 60 3,58680,3665709

6

1,22 9,8 0,006 604,3041

60,4398851

52

1,22 9,8 0,014 6010,043

041,0263986

88

1,22 9,8 0,026 6018,651

361,9061689

92

1,22 9,8 0,044 6031,563

843,2258244

48

1,22 9,8 0,064 6045,911

044,6921082

88

1,22 9,8 0,104 6074,605

447,6246759

68

1,22 9,8 0,108 6077,474

887,9179327

36

Tabel 2. Flow air 2.0

ρ g h t ∆P∆P(konver

si)

1,22 9,8 0,007 605,0215

20,5131993

441,22 9,8 0,02 60 14,347 1,4662838

2 4

1,22 9,8 0,03 6021,520

82,1994257

61,22 9,8 0,05 60 35,868 3,6657096

1,22 9,8 0,08 6057,388

85,8651353

6

1,22 9,8 0,116 6083,213

768,5044462

72

1,22 9,8 0,122 6087,517

928,9443314

24

1,22 9,8 0,132 6094,691

529,6774733

44



si)

1,22 9,8 0,008 605,7388

80,5865135

36

1,22 9,8 0,006 604,3041

60,4398851

52

1,22 9,8 0,005 60 3,58680,3665709

6

1,22 9,8 0,004 602,8694

40,2932567

68

1,22 9,8 0,044 6031,563

843,2258244

48

1,22 9,8 0,074 6053,084

645,4252502

08

1,22 9,8 0,104 6074,605

447,6246759

68

1,22 9,8 0,138 6098,995

6810,117358

5



si)

1,22 9,8 0,006 604,3041

60,4398851

52

1,22 9,8 0,004 602,8694

40,2932567

68

1,22 9,8 0,004 602,8694

40,2932567

68

1,22 9,8 0,028 6020,086

082,0527973

76

1,22 9,8 0,07 6050,215

25,1319934

4

1,22 9,8 0,344 60246,77

1825,220082

051,22 9,8 0 60 0 01,22 9,8 0 60 0 0



si)

1,22 9,8 0,056 6040,172

164,1055947

52

1,22 9,8 0,056 6040,172

164,1055947

52

1,22 9,8 0,012 608,6083

20,8797703

04

1,22 9,8 0,01 60 7,17360,7331419

2

1,22 9,8 0,372 60266,85

7927,272879

421,22 9,8 0 60 0 01,22 9,8 0 60 0 01,22 9,8 0 60 0 0



si)1,22 9,8 0 60 0 0

1,22 9,8 0,006 604,3041

60,4398851

52

1,22 9,8 0,004 602,8694

40,2932567

68

1,22 9,8 0,392 60281,20

5128,739163

261,22 9,8 0 60 0 01,22 9,8 0 60 0 01,22 9,8 0 60 0 01,22 9,8 0 60 0 0



si)

1,22 9,8 0,006 604,3041

60,4398851

52

1,22 9,8 0,006 604,3041

60,4398851

52

1,22 9,8 0,27 60193,68

7219,794831

841,22 9,8 0 60 0 01,22 9,8 0 60 0 01,22 9,8 0 60 0 01,22 9,8 0 60 0 01,22 9,8 0 60 0 0

Peningkatan laju alir (L/min)Laju alir udara (L/min)

v 20 40 60 80 100 120 140 160

ΔP 10,366

5 0,51310,586

510,439

84,105

5 00,439

83,225

8

ΔP 20,439

8 1,46620,439

80,293

24,105

50,439

80,439

815,07

65

ΔP 31,026

3 2,19940,366

50,293

20,879

770,293

219,79

40

ΔP 41,906

1 3,66570,293

22,052

70,733

128,73

91 00

ΔP 53,225

8 5,86513,225

85,131

927,27

2 0 00

ΔP 64,692

1 8,504445,425

225,22

0 0 0 00

ΔP 77,624

67 8,944337,624

6 0 0 0 00

ΔP 87,917

9 9,6774710,11

7 0 0 0 00

Penurunan Laju Alir (L/min)Laju Alir

Air (L/min)

Laju Alir Udara (L/min)160 140 120 100 80 60 40 20

1 8,791 8,351 5,128 1,758 3,663 2,784 2,344 1,0262 1,612 0,293 0,733 0,147 0,440 0,147 0,293 0,2933 8,058 5,274 3,956 0,733 0,147 0,147 0,1474 0,440 3,223 1,465 1,905 1,0265 4,981 7,326 2,637 0,9526 1,098 8,937 2,6377 12,893 4,249

Grafik peningkatan dan penurunan laju alirLaju alir (L/min) Kenaikan tekanan (mmH2O) Penurunan tekanan (mmH2O)

20 7,9179 4,249

40 9,6774 12,893

60 10,1173 7,326

80 25,220 4,981

100 27,2728 3,956

120 28,7391 5,274

140 19,79483 8,058

160 15,0765 13,989

4. Analisa Percobaan

Proses pemisahan dengan metode absorbsi ini dapat dilakukan pada fluida yang relatif

berkonsentrasi rendah maupun yang bersifat konsentrat. Prinsipnya dengan memanfaatkan

besarnya difusivitas molekul-molekul gas pada larutan tertentu. Percobaan pertama ini

menggunakan kolom kering yaitu suatu kolom yang hanya dialiri udara. Dari pengamatan

pertama bahwa semakin meningkat laju alir udara maka ketinggianya atau pembaca

manometernya akan semakin meningkat, demikian juga dengan penurunan laju alir udarnya.

Secara logika, nilai atau angka ketinggian manometer antara kenaikan dan penurunan laju alir

konstan atau tetap atau sama antara keduanya, namun pada praktikum kali ini terdapat perbedaan

yang terletak pada laju alir 20 L/min, 40 L/min, dan 60 L/min yang masing-masing adalah 1 mm,

1,3 mm, dan 2 mm untuk kenaikanya dan untuk penurunanya adalah 1 mm, 2 mm, dan 4 mm.

Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor , yaitu kemungkinan dari faktor tekanan yang

diberikan oleh gas, serta tinggi rendahnya laju alir yang diberikan oleh udara, dan faktor lain

yang berperan. Begitupun dengan beda tekan yang diperoleh dari perhitungan rumus tekanan

hidrostatik dengan menggunakan densitas udara pada suhu ruang yaitu 1.22 kg/m3.

Sedangkan untuk percobaan kedua mengenai perbedaan tekanan udarasepanjang kolom

dengan laju alir air. Berbeda dengan percobaan yang pertama, kali ini yang digunakan adalah

kolom basah, kolom basah merupakan kolom yang dialiri air dan udara. Prinsipnya kontak antara

air dan udara yang terjadi dikolom dimana air dialirkan dari kolom bagian atas, sedangkan gas

dari kolom bagian bawah. Dimana akan terjadi kontak antara air dan udara didalam kolom yang

dapat menimbulkan penurunan tekanan. Terdapat beberapa hal dapat dianalisa dari tabel yang

telah ada bahwa ada beberapa dari perbedaan tekanan yang terjadi ((ada yang tidak stabil pada

saat peningkatan dan penurunanya). Hal ini mungkin dapat disebabkan oleh tidak adanya ruang

laluan untuk zat cair sehingga lajunya terhambat. Pada grafik yang ke - 4 mulai terjadi proses

fluidisasi (flooding). Lebih meningkat pada tekanan yang ke – 6 (ΔP 6).

5. Kesimpulan

Dari hasil percobaan dapat di tarik beberapa kesimpulan bahwa,

a. Absorbsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas dengan cara pengikatan bahan

tersebut pada permukaan absorben cair yang diikuti dengan pelarutan.

b. Faktor yang mempengaruhi proses absorbsi diantaranya adalah tekanan, luas permukaan, waktu,

dan zat yang diabsorbsi itu sendiri.

c. Semakin tinggi laju alir maka semakin meningkat pula ketinggian manometernya.

absorbsi 1

Documents