NERACA MASSA PADA ALAT TRANSFER MASSA DAN ABSORPSIOleh: Lestari Hetalesi Saputri, ST, M.Eng

NERACA MASSA PADA ALAT TRANSFER MASSAOperasi Transfer Massa Countercurrent (keadaan steady State)Neraca massa komponen A di sekitar alat transfer massa:

Apabila tidak digunakan konsentrasi fraksi mol, maka digunakan konsentrasi dengan dasar bebas solut. Hubungan fraksi molnya sebagai berikut:

Kecepatan aliran dengan dasar bebas solute dinyatakan dengan persamaan:

Transfer massa arus berlawanan, solute ditransfer dari fase L ke fase G

Operasi Crosscurrent (Keadaan Steady State).

Neraca massa A:

ABSORPSIJenis menara yang paling banyak digunakan ialah jenis packed tower yang dirancang seperti proses stage.

Rumus penentuan tinggi packing (Z) yang dibutuhkan:

Tinggi unit transferJika:

Dimana:

Note: Untuk jumlah unit transfer fase gas, lebih sering dikenal dengan istilah tekanan parsial gas terlarut.

Maka persamaan (1) dan (2) menjadi:

Hubungan antara tinggi keseluruhan unit transfer dan tinggi unit transfer lokal HL dan HG didasarkan pada konsentrasi driving force di film cairan dan gas dan dapat dituliskan sebagai berikut:

Dimana:m = slope pada garis kurva kesetimbangan danGm/Lm = slope pada garis operasi

Garis OperasiGaris ini mewakili nilai konsentrasi yang sebenarnya di dalam column.Neraca massa berdasarkan gambar disamping: G . y + L . x2 = G . y2 + L . x

Fungsi dari garis operasi:untuk menghitung banyaknya tahap operasi.Untuk menentukan jumlah solvent yang minimum bagi proses operasi.Untuk menentukan tinggi menara absorpsi

Jika kurva kesetimbangan dan garis operasi ditarik sebagai garis lurus (linear), maka jumlah unit transfer dapat dihitung dengan cara mengintegralkan Persamaan (3) dan menghubungkannya dengan persamaan garis kesetimbangan: y* = m . x

Dimana:

Jika umpan solvent berupa pelarut murni maka: x2 = 0Sehingga persamaan (4) menjadi:

Persamaan akhir yang didapatkan:

Contoh SoalAn acetone air mixture containing 0.015 mol fraction of acetone has the mol fraction reduced to 1% of this value by countercurrent absorption with water in a packed tower. The gas flow rate G is 1 kg/m2.s of air and the water entering is 1.6 kg/m2.s. For this systems, Henrys law holds and y* = 1.75 x, where y* is the mol fraction of acetone in the vapor in equilibrium with a mol fraction x in the liquid. How many overall transfer units are required? (BM udara = 29)