humidifikasi dan dehumidifikasi

HUMIDIFIKASI DAN DEHUMIDIFIKASI

Tujuan

Untuk Humidifikasi : membandingkan s/l dari psy. Chart dengan s/l dari percobaan dan

menghitung harga L

Untuk Dehumidifikasi : mencari harga kelembaban (Y), Entalphi (H), dan jumlah harga air

yang menguap (L).

RingkasanProses Humidifikasi dengan proses Dehumidifikasi mempunyi perbedaan dalam arah

alirannya. Semua itu tergantung dari cara mengatur valve yang ada. Gas yang masuk mengalir

pada pipa orifice mempunyai beda tekan tertentu. Adapun perbedaan antara proses humidifikasi

dengan dehumidifikasi sbb :

Proses humidifikasi, merupakan suatu proses yang dapat menambah kadar air dalam gas.

Dalam prosesnya ada dua cara yaitu dengan pemanasan dan tanpa pemanasan. Arah aliran kedua

proses tersebut berbeda tergantung bagaimana kita dapat mengatur buka tutupnya valve. Pada

proses ini, gas dikontakan dengan air yang berada di dalam labu secara counter current dimana

air mengalir dari atas dan gas/udara menngalir ke atas dari bawah, dengan laju alir sirkulasi air

tertentu. Data yang diambil dari percobaan ini seperti, suhu air di dalam labu, suhu gas masuk

(Tdin dan Twin), suhu gas keluar ( Tdout dan Twout), dan beda tekanan di dalam labu.

Proses Dehumidifikasi, yang merupakan proses pengurangan kadar air dalam gas, sama

dengan proses humidifikasi mempunyai dua cara proses, yaitu dengan pemanasan dan tanpa

pemanasan. Kesemuanya itu tergantuk cara mengatur valve yang ada. Pada proses ini, gas

dilewatkan pada sebuah kolom yang yang didalamnya terdapat zat penyerap (absorbent) dan

juga dengan memperbesar tekanan. Data yang diambil pada percobaan ini seperti, suhu gas

masuk (Tdin dan Twin), suhu gas keluar (Tdout dan Twout), beda tekanan pada kolom (DP), dan suhu

keluaran kolom bagian (A, B, C, dan D) yang menempel pada kolom.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan

1. Seperangkat alat humidifikasi dan dehumidifikasi

2. Termometer ayunan

3. Termometer biasa

4. Kain basah

5. Kompressor

6. Stopwatch

Bahan yang digunakan

Air dan udara tekan

Cara Kerja

Percobaan humidifikasi tanpa pemanasan

1. Putar switch utama searah jarum jam pada posisi ON

2. Putar juga switch air pressure pada posisi ON

3. Atur katup-katup berikut :

V1 Buka V4 Buka V2 Tutup V5 TutupV3 Tutup V6 Tutup

4. Tekan tombol P2 (kompressor) ON

5. Atur katup utama (V9) sehingga didapat perbedaan tekanan orifice 50 mBar

6. Lakukan pencatatan data pertama (laju alir sirkulasi air = 0 setelah 10 menit)

7. Tekan tombol P1 (centrifugal pump) ON

8. Atur kecepatan alir sirkulasi air mulai dari 70 L/menit dan lakukan pengambilan data setelah 10 menit.

9. Naikkan kecepatan air menjadi 80, 90, 100, 110 L/menit

Percobaan humidifikasi dengan pemanasan


V1 Tutup V4 Buka V2 Buka V5 BukaV3 Tutup V6 Tutup

2. Atur katup utama (V9) sehingga perbedaan tekanan orifice 50 mBar

3. Atur pemanasan

4. Lakukan seperti pada percobaan sebelumnya (tanpa pemanasan)

Percobaan dehumidifikasi tanpa pemanasan


V1 Tutup V4 Buka V2 Buka V5 TutupV3 Tutup V6 Buka

2. Tekan tombol P2 (kompressor) dan atur perbedaan tekanan orifice sebesar 40 mBar

3. Tunggu 10 menit kemudian lakukan pengambilan data

4. Ubah perbedaan tekanan orifice pada 60 mBar

Percobaan dehumidifikasi dengan pemanasan

Dilakukan seperti langkah-langkah percobaan sebelumnya (tanpa pemanasan) dengan tambahan pemanasan (heaternya ON pada posisi 3)

Dasar Teori

Dalam pemrosesan bahan sering diperlukan untuk menentukan uap air dalam aliran gas. Operasi ini dikenal sebagai proses humidifikasi. Sebaliknya, untuk mengurangi uap air dalam aliran gas sering disebut proses dehumidifikasi. Dalam humidifikasi, kadar dapat ditngkatkan dengan melewatkan aliran gas di atas cairan yang kemudian akan menguap ke dalam aliran gas.

Perpindahan ke aliran utama berlangsung dengan cara difusi dan pada perbatasan (interface) perpindahan panas dan massa yang berlangsung terus menerus, sedangkan dalam dehumidifikasi dilakukan pengembunan (kondensasi) parsial dan uap yang terkondensasi dibuang.

Penggunaan yang paling luas dari proses humidifikasi dan dehumidifikasi menyangkut system udara air. Contoh paling sederhana adalah pengeringan padatan basah dengan pengurangan jumlah kandungan air sebagai tujuan utama dan dehumidifikasi aliran gas sebagai efek sampingan.

Pemakaian AC dan pengeringan gas juga menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi. Sebagai contoh kandungan uap air harus dihilangkan dari gas klor basah, sehingga gas ini bias digunakan pada peralatan baja untuk menghindari korosi. Demikian juga pada proses pembuatan asam sulfat, gas yang digunakan dikeringkan sebelum masuk ke konventor bertekanan yaitu dengan jalan melewati pada bahan yang menyerap air (dehydrating agent) seperti silica gel, asam sulfat pekat, dan lain-lain.

Contoh proses humidifikasi adalah pada menara pendingin, air panas dialirkan berlawanan arah dengan media pendingin yaitu udara.

Istilah dalam proses humidifikasi

1. Kelembaban yaitu massa uap yang dibawa oleh satu satuan massa gas bebas uap, karena itu humidity hanya bergantung pada tekanan bagian uap di dalam campuran bila tekanan total tetap.

2. Suhu bola basah yaitu suhu pada keadaan tunak dan tidak berkesetimbangan yang dicapai bila suatu massa kecil dari zat cair dikontakkan dalam keadaan adiatik di dalam arus gas yang kontinu.

3. Kelembaban jenuh yaitu udara dalam uap air yang berkesetimbangan dengan air pada suhu dan tekanan tertentu. Dalam campuran ini, tekanan parsial uap air dalam campuran udara-air adalah sama tekanan uap air murni pada temperatur terntentu.

4. Kelembaban relatif yaitu ratio antara tekanan bagian dan tekanan uap zat cair pada suhu gas. Besaran ini dinyatakan dalam persen (%) sehingga kelembaban 100% berarti gas jenuh sedang kelembaban 0% berarti gas bebas uap.

5. Kalor lembab yaitu energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu satuan massa beserta uap yang dikandungnya sebesar satu derajat satuan suhu.

6. Entalpi lembab adalah entalpi satu satuan massa gas ditambah uap yang terkandung di dalamnya.

7. Volume lembab adalah volume total stu satuan massa bebas uap beserta uap yang dikandungnya pada tekanan 1 atm.

8. Titik embun campuran udara-uap air adalah temperatur pada saat gas telah jenuh oleh uap air.

Hasil Yang Diperoleh

Humidifikasi

a. Tanpa pemanasan

Pembahasan

Pada percobaan kali ini untuk mengamati proses penambahan dan pengeluaran kandungan air yang ada dalam udara. Pada proses humidifikasi yaitu proses penambahan kandungan air dalam udara dilakukan dalam dua proses yaitu dengan dan tanpa pemanasan. Dengan bertambahnya jumlah aliran air yang dikontakkan dengan udara proses maka akan meningkatkan kandungan air dalam udara sampai mencapai kondisi jenuh. Pada proses humidifikasi dengan pemanasan jumlah kandungan air yang diserap oleh udara makin besar. Ini disebabkan karena dengan pemanasan maka temperatur udara akan naik sementara kelembaban relatifnya menjadi turun sehingga kemampuan udara di dalam menangkap air lebih besar bila dibandingkan dengan yang tanpa pemanasan.

Sedangkan pada proses dehumidifikasi terjadi penurunan kandungan air dalam udara proses. Penurunan kandungan air dalam kolom dehumidifikasi menunjukkan penurunan yang cukup signifikan dimana penurunan dipengaruhi sekali oleh kemampuan media penangkap air ( silika gel ). Pemanasan yang dilakukan pada proses dehumidifikasi bertujuan agar sejumlah kandungan air yang dibawa udara dapat teruapkan sehingga akan membantu aktivitas media penangkap air dan sekaligus dapat mengeluarkan air dari dalam udara.

Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1. Humidifikasi adalah proses penambahan kandungan air dalam udara .

2. Proses humidifikasi yang dibantu dengan pemanasan akan menghasilkan udara dengan kandungan air yang lebih besar daripada tanpa pemanasan

3. Dehumidifikasi adalah proses pengurangan kandungan air dalam udara. Pemanasan dalam dehumidifikasi bertujuan untuk menguapkan sejumlah air dalam udara proses.

4. Temperatur udara yang keluar dari proses humidifikasi dan dehumidifikasi akan bergantung pada besarnya kalor yang diberikan serta jumlah kandungan air yang ditangkap atau dikeluarkan dari udara.

Daftar Pustaka

Treybal,Robert E.Mass-Transfer Operations.McGraw-Hill International Edition. Third Edition

Job Sheet Praktikum Pilot Plant “Humidifikasi dan Dehumidifikasi”Laboratorium Pilot Plant Politeknik Negeri Bandung

Lampiran 1

Data Percobaan

Laju alir air dalam L/jam

Td adalah suhu bola kering (°C)

Tw adalah suhu bola basah (°C)

Tl adalah suhu labu (°C)

DP adalah perbedaan tekanandalam mBar

Humidifikasi Tanpa Pemanasan

Air Laju alir 0 70 80 90 100 110

Gas masukTd 27 26 30 29 29 31Tw 24 26 25 25 26 25

Gas keluarTd 26 28 29 28 29 29Tw 24 25 25 25 26 26

LabuTl 24 24 25 25 25 25dP 0 4 4 4 4 4

Orifice dP 40 40 40 40 40 40

Humidifikasi Dengan Pemanasan

Air Laju alir 0 70 80 90 100 110

Gas masukTd 53 62 58 57 56 47Tw 32 30 30 32 31 31

Gas keluarTd 29 33 35 33 34 33Tw 27 30 30 33 31 31

LabuTl 27 31 34 35 37 38dP 4 4 6 6 6 6

Orifice dP 40 40 40 40 40 40

Lampiran 2

Humidifikasi

Tanpa Sirkulasi Air

Tanpa Pemanasan

Y2’-Y1’ = 0,017 – 0,0145 = 0,0025 kg air/ kg UK

Contoh Perhitungan Mencari G

Diketahui : Cd = 0,603

A0 = ¼ p d2 = ¼ p (0,0328)2 = 8,45 m2

A1 = ¼ p d2 = ¼ p (0,0825)2 = 5,35 m2

A2 = Cc x Ao ; Cc = 1

A2 = Ao

U = 0,88 m3/kg

P1-P2 = DP = N/m2

1 mbar = 101,3 N/m2 = 101,3 Kg/m.s2

maka :

Untuk DP = 40 mbar =40 x 101.3 N/m2, maka :

G

= 4,95 x 10-2 kg/s

Contoh Perhitungan untuk mencari L

L = (Y2 - Y1) . G

= 0,0025 kg air/kg UK x 4,95. 10-2 kg/s

= 1,238.10-4 kg air/s

Menghitung H

H2 – H1 = (28,977-28,903).2,326 = 0,172 KJ/kg

T = T1 = 30 oC

Tw = Tw2 = 23 oC

T – Tw = 30 – 23 oC = 7

Neraca Energi

H1G + Q = H2 .G

Q = (H2 – H1).G

= 0,172.0,0495 = 0,0085 kJ/s

l292 K = 2457,44 kJ/kg

Q = h.A (Q – Qw) ; A = 0.1888 m2

= 0,0085/(0,1888.7)

= 0,00644 kJ/m2sC

Perhitungan Q

Q = ho x A x r(Y2 – Y1) l

= (4,72.0,0085)/(0,0025.2457,44)

= 0,00653 m/s

LAPORAN PRAKTIKUM PILOT PLANT

HUMIDIFIKASI DAN DEHUMIDIFIKASI

OLEH :

Nama/NIM : 1. Agus Asda/99401004

2. Priyo Prianggoro/99401013

Kelas : 3A

Dosen Pembimbing : Ir. Agus Djauhari

LABORATORIUM PILOT PLANT

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

BANDUNG

2001

Lampiran 4

Jawaban Pertanyaan

1. Proses humidifikasi adalah proses peningkatan jumlah kadar air dalam aliran gas dengan

melewatkan aliran gas di atas cairan yang kemudian akan menguap ke dalam gas. Contohnya

: pada menara pendingin/cooling tower.

Proses dehumidifikasi adalah proses penurunan jumlah kadar air dalam aliran gas dilakukan

kondensasi parsial dan uap yang terkondensasi dibuang. Contohnya pada proses pembuatan

H2SO4, proses pengeringan dari padatan yang mengandung kadar air, dan lain-lain.

2. Proses adiabatik adalah proses dimana jika suatu gas dialirkan dan dikontakkan dengan air

pada laju yang tertentu pula dimana pada saat terjadinya atau mencapai kesetimbangan gas

akan menjadi jenuh yang mempunyai temperatur yang sama pada sistem (dimana Q = 0).

3. Pengaruh pemanasan (heater) terhadap kelembaban udara bertujuan untuk mengurangi kadar

air dari udara sehingga udara menjadi tidak jenuh oleh air dan dapat melakukan penyerapan

air yang lebih besar lagi. Sebagai bukti dapat ditunjukkan dari data hasil percobaan baik

untuk humidifikasi maupun dehumidifikasi, terlihat perbedaanya (dari suhu bola basah dan

suhu bola kering), untuk proses yang menggunakan sirkulasi air antara tanpa pemanasan

berbeda dengan yang menggunakan pemanasan. Heater ini akan memberikan temperatur

pemanasan tertentu dan akan mengeluarkan udara/gas dengan temperatur baru menuju ke

unit proses.

4. Untuk mendapatkan laju humidifikasi yang tinggi, kontak antar permukaan dari udara dan air dibuat sebesar mungkin. Modifikasi yang dapat dilakukan adalah memakai jenis packing yang dapat mendukung perluasan kontak antar permukaan(intalox sadle, butiran silika, dan sebagainya) dan laju alir sirkulasi air diatur optimum sehingga dapat mendukung terbentuknya laju film pada permukaan packing kolom

Pengolahan Data

Perhitungan massa jenis udara

Udara masuk

T r50 0,077880 X100 0.0710

Perhitungan laju alir udara

Penentuan Kelembaban

Laju Air 0 70 80 90 100 110Yin 0.0145 0.0145 0.0143 0.0172 0.0168 0.0175

Yout 0.017 0.0182 0.0182 0.0175 0.0195 0.0195

Laju alir air dalam L/jam

Yin adalah kelembaban udara masuk dalam lbair/ lb udara kering

Yout adalah kelembaban udara keluar dalamlb air/ lb udara kering

Menghitung besarnya entalpi dan volume lembab

Untuk laju alir air 0 (nol)

Udara masuk Udara keluarTd = 86°F Td = 75,2°FTw = 74°F Tw = 73,4°FYin = 0,0145 lb air / lb udara kering Yout = 0,017 lb air / lb udara kering

Udara masuk

Udara keluar

Menghitung selisih entalpi dan jumlah air yang ditambahkan

Skema proses humidifikasi

Hin Hout

Yin Yout

M air yang ditambahkan

Hair

Menentukan besarnya laju alir udara kering

Menentukan jumlah air yang ditambahkan dan entalpi air

Perhitungan Cs/ls pada penjenuhan adiabatis

Data udara pada saat jenuh

Udara masuk Udara keluarTd = 98,6°F Td = 98,8°FTw = 82,4°F Tw = 82,4°FYin = 0,0175 lb air / lb udara kering Yout = 0,0195 lb air / lb udara kering

Ys adalah kelembaban jenuh udara (lb air/lbudara kering)

Y adalah kelembaban (lb air / lb udarakering)

Cs adalah kalor lembab (Btu/lb udarakering)

ls adalah kalor laten (Btu/lb)

Tg adalah suhu udara°F

Ts adalah suhu gas kalor°F

Humidifikasi tanpa pemanasan

Laju Air

Yin Yout Hin Hout Vin F M air H air

0 0.0145 0.017 28.903 28.977 14.08 0.6502 0.0016 0.048270 0.0145 0.0182 26.684 34.758 13.848 0.6611 0.0024 5.337980 0.0143 0.0182 26.465 35.205 13.843 0.6613 0.0026 5.779990 0.0172 0.0175 30.534 34.878 14 0.654 0.0002 2.8413

100 0.0168 0.0195 29.649 37.535 13.944 0.6566 0.0018 5.1774110 0.0175 0.0195 30.417 37.535 13.96 0.6558 0.0013 4.6684

Humidifikasi dengan pemanasan

Skema humidifikasi dengan pemanasan

Qo

Hin Hout

Yin Yout

M air

H Air

Menghitung besarnya Qo dan Q

Yin Yout Hin Hout Vin F M airH air

Qo Q

0.0172 0.0176 30.98 34.54 14.05 0.652 0.0003 0.01 3.5529 0.1650.034 0.048 52.64 74.74 14.75 0.621 0.0087 0.5 21.594 0.9090.027 0.0435 44.92 74.13 14.59 0.627 0.0104 1 28.215 1.2130.0215 0.024 36.15 57.86 14.19 0.645 0.0016 0.14 21.567 0.9810.027 0.0335 43.1 70.45 14.4 0.636 0.0041 0.3 27.054 1.1940.032 0.045 49.52 84.92 14.61 0.627 0.0081 0.8 34.605 1.484

H air dihitung dengan menghubungkan antara selisihkelembaban (satuan Grains) dengan temperatur labu (air) pada psicrometrychart

Q adalah jumlah panas yang disuplai ke sistem dalam Btu/s

Dehumidifikasi tanpa pemanasan

DP orifice = 40 mBar

Y H DY V F M Air H Air0.018 32.3 0 14.111 0.5799 0 00.017 31.1 0.0015 14.124 0.5793 0.00087 0.696770.015 29.57 0.0018 14.131 0.5791 0.00104 0.889

0.012 27.37 0.0024 14.124 0.5794 0.00139 1.273890.011 25.38 0.001 14.009 0.5841 0.00058 1.158530.01 25.18 0.0013 14.108 0.58 0.00075 0.11997


Y H Y V F M Air H Air0.021 36.95 0 14.32 0.7 0 0

0.0185 33.3 0.0025 14.17 0.707 0.0018 2.580.0173 32.87 0.0012 14.23 0.704 0.0008 0.3010.0167 32.66 0.0006 14.27 0.702 0.0004 0.1510.0145 29.79 0.0022 14.17 0.707 0.0016 2.0280.0125 29.65 0.002 14.34 0.699 0.0014 0.097

Y adalah kelembaban dalam lb air / lbudara kering

H adalah entalpi udara dalam Btu / lbudara kering

DY adalah selisihentalpi

V adalah volume lembab dalam ft3/lb udara kering

F adalah laju alir udara kering dalam lbudara kering / s

M Air adalah jumlah air yang dikeluarkandari udara dalam lb/s

H Air adalah entalpi air yang direjectdalam Btu/s

Menentukan kecepatan alir udara

Skema dehumidifikasi tanpa pemanasan

Hin Hout

Yin Yout

M Air

H Air

Menentukan Jumlah air yang direject dan entalpi air

Dehumidifikasi dengan pemanasan


Y H Y V F M AirH

AirQo Q

0.0185 31.31 0 13.96 0.586 0 0 0.3373 0.01420.017 31.65 0.0015 14.14 0.579 0.0009 0.1 0.4373 0.01790.0165 32.09 0.0005 14.23 0.575 0.0003 0.01 0.4499 0.01820.0154 32.86 0.0011 14.41 0.568 0.0006 0.1 0.864 0.0340.0148 34.17 0.0006 14.6 0.56 0.0003 0.1 1.4103 0.05410.0142 34.49 0.0006 14.69 0.557 0.0003 0.01 0.3305 0.0125

Q adalah kalor yang masuk ke sistem dalam Btu / s

H Air dihitung pada psicrometri chart dengan menghubungkanantara selisih kelembaban dengan suhu air


Y H DY V F M Air H Air Qo Q0.0192 32.08 0 13.98 0.717 0 0 0.12 0.00620.0175 32.2 0.0017 14.15 0.708 0.0012 0.1 0.8259 0.04140.0169 33.03 0.0006 14.29 0.701 0.0004 0.05 0.0752 0.00370.0145 31.86 0.0024 14.39 0.697 0.0017 0.15 0.642 0.03110.0133 32.5 0.0012 14.57 0.688 0.0008 0.001 0.0482 0.00230.0129 32.55 0.0004 14.61 0.686 0.0003 0.05 0.0356 0.0017

Skema dehumidifikasi dengan pemanasan

Q

Hin Hout

Yin Yout

H Air

M Air

Menghitung besarnya Q dan Qo dan jumlah air yang direject

humidifikasi dan dehumidifikasi

Documents