perhitungan dan pembahasan wetted wall absorption
DESCRIPTION
Laboratorium Unit Operasi (Teknik Kimia)TRANSCRIPT
BAB IV
HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. Hasil Pengamatan
Tabel 1. Data Hasil Pengamatan
Laju Udara (cc/min)
Laju Air (cc/min)
Konsentrasi O2 in (mg/l)
Konsentrasi O2 out (mg/l)
1000
80 90
100110120
4,75,45,76,97,1
6,06,97,4
8,08,7
2000
80 90
100110120
4,95,15,86,67,0
6,97,38,59,09,2
3000
80 90
100110120
4,95,25,96,77,1
5,35,87,07,98,6
4.2. Perhitungan
4.2.1. Konversi Satuan
a. Laju alir udara dari cc/min menjadi m3/sec
1) Laju alir udara 1000 cc/min
2) Laju alir udara 2000 cc/min
3) Laju alir udara 3000 cc/min
b. Laju alir air dari cc/min menjadi m3/sec
1) Laju alir air 80 cc/min
17
18
2) Laju alir air 90 cc/min
3) Laju alir air 100 cc/min
4) Laju alir air 110 cc/min:
5) Laju alir air 120 cc/min:
c. Konversi Konsentrasi O2 dari mg/l menjadi kg/m3
Untuk mengkonversikan konsentrasi O2 dari mg/l menjadi kg/m3 cukup
dikalikan dengan 10-3.
1) O2 input pada laju alir udara 1000 cc/min
a) 4,7 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0.0047 kg/m3
b) 5,4 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0054 kg/m3
c) 5,7 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0057 kg/m3
d) 6,9 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0069 kg/m3
e) 7,1 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0071 kg/m3
2) O2 input pada laju alir udara 2000 cc/min
a) 4,9 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0049 kg/m3
b) 5,1 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0051kg/m3
c) 5,8 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0058 kg/m3
d) 6,6 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0066 kg/m3
e) 7,0 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0070 kg/m3
3) O2 input pada laju alir udara 3000 cc/min
a) 4,9 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0049 kg/m3
b) 5,2 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0052 kg/m3
c) 5,9 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0059 kg/m3
19
d) 6,7 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0067 kg/m3
e) 7,1 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0071 kg/m3
4) O2 output pada laju alir udara 1000 cc/min
a) 6,0 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0.0060 kg/m3
b) 6,9 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0069 kg/m3
c) 7,4 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0074 kg/m3
d) 8,0 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0080 kg/m3
e) 8,7 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0087 kg/m3
5) O2 output pada laju alir udara 2000 cc/min
a) 6,9 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0069 kg/m3
b) 7,3 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0073kg/m3
c) 8,5 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0085 kg/m3
d) 9,0 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0090 kg/m3
e) 9,2 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0092 kg/m3
6) O2 output pada laju alir udara 3000 cc/min
a) 5,3 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0053 kg/m3
b) 5,8 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0058 kg/m3
c) 7,0 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0070 kg/m3
d) 7,9 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0079 kg/m3
e) 8,6 mg/l x 10-6 kg/mg x 103 l/m3 = 0,0086 kg/m3
4.2.2. Menghitung nilai Clm
Rumus: Clm = kg/m3
a) Pada laju alir udara 1000cc/min
1) Untuk C2 = 0,0060 kg/m3 dan C1 = 0,0047 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0053 kg/m3
2) Untuk C2 = 0,0069 kg/m3 dan C1 = 0,0054 kg/m3
20
Clm =
Clm = 0.0061 kg/m3
3) Untuk C2 = 0,0074 kg/m3 dan C1 = 0,0057 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0065 kg/m3
4) Untuk C2 = 0,0080 kg/m3 dan C1 = 0,0069 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0074 kg/m3
5) Untuk C2 = 0,0087 kg/m3 dan C1 = 0,0071 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0079 kg/m3
b) Pada laju alir udara 2000cc/min
1) Untuk C2 = 0,0069 kg/m3 dan C1 = 0,0049 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0058 kg/m3
2) Untuk C2 = 0,0073 kg/m3 dan C1 = 0,0051 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0061 kg/m3
3) Untuk C2 = 0,0085 kg/m3 dan C1 = 0,0058 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0071 kg/m3
21
4) Untuk C2 = 0,0090 kg/m3 dan C1 = 0,0066 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0078 kg/m3
5)Untuk C2 = 0,0092 kg/m3 dan C1 = 0,0070 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0080 kg/m3
c) Pada laju alir udara 3000cc/min
1) Untuk C2 = 0,0053 kg/m3 dan C1 = 0,0049 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0051 kg/m3
2) Untuk C2 = 0,0058 kg/m3 dan C1 = 0,0052 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0055 kg/m3
3) Untuk C2 = 0,0070 kg/m3 dan C1 = 0,0059 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0064 kg/m3
4) Untuk C2 = 0,0079 kg/m3 dan C1 = 0,0067 kg/m3
Clm =
Clm = 0.0073 kg/m3
5) Untuk C2 = 0,0086 kg/m3 dan C1 = 0,0071 kg/m3
Clm =
22
Clm = 0.0078 kg/m3
4.2.3. Menghitung Wp (Wetted Perimeter)
Rumus: Wp = .d meter
Dimana:
d = diameter kolom = 3,16 cm = 3,16 x 10-2 m
Wp = (3,14) (3,16 x 10-2 m)
Wp = 0,0992 m
4.2.4. Menghitung Laju Volumetric Air ()
Rumus: = (laju alir air . ) / Wp kg/m.sec
Dimana:
= 1000 kg/m3
Wp = 0,0992 m
Pada Aliran Udara 1000 cc/min sampai dengan 3000cc/min
a) Untuk laju alir air = m2/sec
= (laju alir air . ) / Wp
= (1,33 x 10-6 m3/s x 1000 kg/m3) / 0,0992 m
= 0,0134 kg/m.sec
b) Untuk laju alir air = 1,5 x 10-6
= (laju alir air . ) / Wp
= (1,5 x 10-6 m3/s x 1000 kg/m3) / 0,0992 m
= 0,0151 kg/m.sec
c) Untuk laju alir air = 1,667 x 10-6
= (laju alir air . ) / Wp
= (1,667 x 10-6 m3/s x 1000 kg/m3) / 0,0992 m
= 0,0168 kg/m.sec
d) Untuk laju alir air = 1,833 x 10-6
= (laju alir air . ) / Wp
= (1,833 x 10-6 m3/s x 1000 kg/m3) / 0,0992 m
= 0,0185 kg/m.sec
e) Untuk laju alir air = 2 x 10-6
= (laju alir air . ) / Wp
23
= (2 x 10-6 m3/s x 1000 kg/m3) / 0,0992 m
= 0,0202 kg/m.sec
4.2.5. Menghitung Reynold Number (Re)
Rumus: Re = 4/ tak berdimensi
Dimana:
= 1,02 x 10-3 Ns/m2
Berikut nilai Re untuk semua laju alir udara (1000 cc/min sampai dengan
3000cc/min)
a) Untuk = 0,0134 kg/m.sec
Re = 4/
Re = (4)(0,0134) / (1,02 x 10-3)
Re = 52,709
b) Untuk = 0,0151 kg/m.sec
Re = 4/
Re = (4)(0,0151) / (1,02 x 10-3)
Re = 65,887
c) Untuk = 0,0185 kg/m.sec
Re = 4/
Re = (4)(0,0185) / (1,02 x 10-3)
Re = 72,475
d) Untuk = 0,0202 kg/m.sec
Re = 4/
Re = (4)(0,0202) / (1,02 x 10-3)
Re = 79,064
e) Untuk = 0,0134 kg/m.sec
Re = 4/
Re = (4)(0,0134) / (1,02 x 10-3)
Re = 52,709
4.2.6. Menghitung Fluks Massa Oksigen
Rumus: j = (C2 – C1) . Laju alir air kg/s
a) Pada laju alir air 1000 cc/min
24
1) Untuk C2 = 0,0060 kg/m3 C1 = 0,0047 kg/m3
laju air = 1,33 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0060 - 0,0047 ) x 1,33 x 10-6
j = 1,73 x 10-9 kg/sec
2) Untuk C2 = 0,0069 kg/m3 C1 = 0,0054 kg/m3
laju air = 1,5 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0069 - 0,0054 ) x 1,5 x 10-6
j = 2,25 x 10-9 kg/sec
3) Untuk C2 = 0,0074 kg/m3 C1 = 0,0057 kg/m3
laju air = 1,667 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0074 - 0,0057 ) x 1,667 x 10-6
j = 2,83 x 10-9 kg/sec
4) Untuk C2 = 0,0080 kg/m3 C1 = 0,0069 kg/m3
laju air = 1,833 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0080 - 0,0069 ) x 1,833 x 10-6
j = 2,02 x 10-9 kg/sec
5) Untuk C2 = 0,0087 kg/m3 C1 = 0,0071 kg/m3
laju air = 2 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0087 - 0,0071 ) x 2 x 10-6
j = 3,20 x 10-9 kg/sec
b) Pada laju alir air 2000 cc/min
1) Untuk C2 = 0,0069 kg/m3 C1 = 0,0049 kg/m3
laju air = 1,33 x 10-6 kg/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0069 - 0,0049 ) x 1,33 x 10-6
j = 2,67 x 10-9 kg/sec
25
2) Untuk C2 = 0,0073 kg/m3 C1 = 0,0051 kg/m3
laju air = 1,5 x 10-6 kg/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0073 - 0,0051 ) x 1,5 x 10-6
j = 3,30 x 10-10 m3/sec
3) Untuk C2 = 0,0085 kg/m3 C1 = 0,0058 kg/m3
laju air = 1,667 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0085 - 0,00568) x 1,667 x 10-6
j = 4,50 x 10-9 kg/sec
4) Untuk C2 = 0,0090 kg/m3 C1 = 0,0066 kg/m3
laju air = 1,833 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0090 - 0,0066 ) x 1,833 x 10-6
j = 4,4 x 10-10 kg/sec
5) Untuk C2 = 0,0092 kg/m3 C1 = 0,0070kg/m3
laju air = 2 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0092 - 0,0070 ) x 2 x 10-6
j = 4,4 x 10-10 kg/sec
c) Pada laju alir air 3000 cc/min
1) Untuk C2 = 0,0053 kg/m3 C1 = 0,0049 kg/m3
laju air = 1,33 x 10-6 kg/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0053 - 0,0049 ) x 1,33 x 10-6
j = 5,33 x 10-9 kg/sec
2) Untuk C2 = 0,0058 kg/m3 C1 = 0,0052 kg/m3
laju air = 1,5 x 10-6 kg/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0058 - 0,0052 ) x 1,5 x 10-6
j = 9,0 x 10-10 m3/sec
26
3) Untuk C2 = 0,0070 kg/m3 C1 = 0,0059 kg/m3
laju air = 1,667 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0070 - 0,0059) x 1,667 x 10-6
j = 1,83 x 10-9 kg/sec
4) Untuk C2 = 0,0079 kg/m3 C1 = 0,0067 kg/m3
laju air = 1,833 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0079 - 0,0067 ) x 1,833 x 10-6
j = 2,2 x 10-10 kg/sec
5) Untuk C2 = 0,0086 kg/m3 C1 = 0,0071kg/m3
laju air = 2 x 10-6 m3/sec
j = (C2 – C1) . Laju alir air
j = (0,0086 - 0,0071 ) x 2 x 10-6
j = 3 x 10-10 kg/sec
4.2.7. Menghitung Luas Area Perpindahan Massa (luas kontak)
Rumus: A = .d.z
Dimana:
= 3,14
d = 3,16 cm = 3,16 x 10-2 m
z = 90 cm = 0,9 m
A = (3,14)(3,16 x 10-2)(0,9)
A = 0,0893 m2
4.2.8. Menghitung Koefisien Perpindahan Massa (KL)
Rumus: KL =
a) Pada aliran udara 1000 cc/min
1) Untuk j = 1,73 x 10-9 kg/sec Clm = 0,0053 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 1,73 x 10-9 / (0,0053)(0,0893)
27
KL = 3,646 x 10-6 m/sec
2) Untuk j = 2,25 x 10-9 kg/sec Clm = 0,0062 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 2,25 x 10-9 / (0,0062)(0,0893)
KL = 4,117 x 10-6 m/sec
3) Untuk j = 2,83 x 10-9 kg/sec Clm = 0,0065 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 2,83 x 10-9 / (0,0065)(0,0893)
KL = 4,871 x 10-6 m/sec
4) Untuk j = 2,02 x 10-9 kg/sec Clm = 0,0074 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 2,02 x 10-9 / (0,0074)(0,0893)
KL = 3,037 x 10-6 m/sec
5) Untuk j = 3,2 x 10-9 kg/sec Clm = 0,0079 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 3,2 x 10-9 / (0,0079)(0,0893)
KL = 4,552 x 10-6 m/sec
b) Pada aliran udara 2000 cc/min
1) Untuk j = 2,67 x10-9 kg/sec Clm = 0,0058 kg/m3 dan A= 0,0893 m2
KL =
KL = 2,67 x 10-9 / (0,0058)(0,0893)
KL = 5,111 x 10-6 m/sec
2) Untuk j = 3,3 x 10-10 kg/sec Clm = 0,0061 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 3,3 x 10-10 / (0,0061)(0,0893)
KL = 6,24 x 10-7 m/sec
28
3) Untuk j = 4,5 x 10-9 kg/sec Clm = 0,0071 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 4,5 x 10-9 / (0,0071)(0,0893)
KL = 7,133 x 10-6 m/sec
4) Untuk j = 4,4 x 10-10 kg/sec Clm = 0,0077 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 4,4 x 10-10 / (0,0077)(0,0893)
KL = 6,367 x 10-6 m/sec
5) Untuk j = 4.4 x 10-10 kg/sec Clm = 0,0080 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 4,4 x 10-10 / (0,0080)(0,0893)
KL = 6,121 x 10-6 m/sec
c) Pada aliran udara 3000 cc/min
1) Untuk j = 5,33 x10-10 kg/sec Clm = 0,0051 kg/m3 dan A= 0,0893 m2
KL =
KL = 5,33 x 10-10 / (0,0051)(0,0893)
KL = 1,172 x 10-6 m/sec
2) Untuk j = 9 x 10-10 kg/sec Clm = 0,0055 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 9 x 10-10 / (0,0055)(0,0893)
KL = 1,834 x 10-6 m/sec
3) Untuk j = 1,83 x 10-9 kg/sec Clm = 0,0064 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 1,83 x 10-9 / (0,0064)(0,0893)
KL = 3,191 x 10-6 m/sec
4) Untuk j = 2,2 x 10-9 kg/sec Clm = 0,0073 kg/m3 dan A=0,0893 m2
29
KL =
KL = 2,2 x 10-10 / (0,0073)(0,0893)
KL = 3,382 x 10-6 m/sec
5) Untuk j = 3 x 10-10 kg/sec Clm = 0,0078 kg/m3 dan A=0,0893 m2
KL =
KL = 3x 10-10 / (0,0080)(0,0893)
KL = 4,293 x 10-6 m/sec
4.2.9. Menghitung Sherwood Number (Sh)
Rumus: Sh = KL tak berdimensi
Dimana:
Z = 90 cm = 0,9 m
DL= 2,5 x 10-9 m2/s
a) Pada Laju Udara 1000 cc/min
1) Untuk KL = 3,646 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (3,646 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 1312,59
2) Untuk KL = 4,117 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (4,117 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 1482,26
3) Untuk KL = 4,871 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (4,871 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 1753,73
4) Untuk KL = 3,037 x 10-6 m/sec
30
Sh = KL
Sh = (3,037 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 1093,25
5) Untuk KL = 4,552 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (4,552 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 1638,5
b) Pada Laju Udara 2000 cc/min
1) Untuk KL = 5,111 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (5,111 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 1839,84
2) Untuk KL = 6,024 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (6,024 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 2168,67
3) Untuk KL = 7,133 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (7,133 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 2568,03
4) Untuk KL = 6,367 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (6,367 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 2292,3
5) Untuk KL = 6,121 x 10-6 m/sec
31
Sh = KL
Sh = (6,121 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 2203,48
c) Pada Laju Udara 3000 cc/min
1) Untuk KL = 1,172 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (1,172 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 421,8
2) Untuk KL = 1,834 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (1,834 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 660,33
3) Untuk KL = 3,191 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (3,191 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 1148,65
4) Untuk KL = 3,382 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (3,382 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 1217,68
5) Untuk KL = 4,293 x 10-6 m/sec
Sh = KL
Sh = (4,293 x 10-6 )(0,9) / (2,5 x 10-9 )
Sh = 1545,36
4.2.10. Data Untuk Membuat Grafik (log Sh vs log Re)
32
Sh = a Reb
elog Sh = elog (a Reb)
elog Sh = elog a + e log Reb
elog Sh = elog a + b elog Reelog = ln
ln Sh = ln a + b ln Re
Persamaan ini analog dengan:
y = Ax + B
Dimana:
ln Sh = y
ln Re = x
ln a = B (intersept)
a = antiln B
b = A (slope)
a) Untuk laju alir udara 1000 cc/min
Sh Y = ln Sh Re X = ln Re X2 XY
1312,59
1482,26
1753,73
1093,25
1638,57
7,18
7,301
7,47
6,997
7,402
52,709
52,298
65,887
72,475
79,064
3,965
4,083
4,188
4,283
4,37
15,721
16,671
17,539
18,344
19,097
28,4687
29,8099
31,2843
29,9681
32,3467
36,35 322,433 20,889 87,372 151,878
A (Slope) =
=
=
Slope = 0,147
33
B (Intersept) =
=
=
Intersept = 6,657
Y = 0,147X + 6,657
ln a = 6,657
a = 778,213
b = 0,147
Jadi : Sh = 778,213 Re0,147
b) Untuk laju alir udara 2000 cc/min
Sh Y = ln Sh Re X = ln Re X2 XY
1839,84
2168,67
2568,03
2292,3
2203,48
7,517
7,682
7,851
7,737
7,698
52,709
59,298
65,887
72,475
79,064
3,965
4,083
4,188
4,283
4,37
15,721
16,671
17,540
18,344
19,097
29,8049
31,3656
32,8799
33,1378
33,6402
38,485 329,433 20,889 70,702 160,8284
34
Slope (A) =
=
=
Slope = -2,762 x 10-3
Intersept (B) =
=
=
Intersept = 7,709
Y = -2,762 x 10-3X + 7,709
ln a = 7,709
a = 2228,313
b = -2,762 x 10-3
Jadi : Sh =2228,313 Re-0,002762
c) Untuk laju alir udara 3000 cc/min
Sh Y = ln Sh Re X = ln Re X2 XY
421,8 6,045 52,709 3,965 15,721 23,9684
35
660,33
1148,65
1217,68
1545,36
6,493
7,046
7,105
7,343
59,298
65,887
72,475
79,064
4,083
4,188
4,283
4,37
16,671
17,540
18,344
19,097
26,5109
29,5086
30,4307
32,0889
34,032 329,433 20,889 70,702 142,5075
Slope (A) =
=
=
Slope = -0,0198
Intersept (B) =
=
=
Intersept = 6,889
Y = -0,0198 x 10-3X + 6,889
ln a = 6,889
a = 981,420
b = -0,0198
Jadi : Sh =981,420 Re-0,0198
36
4.3. Pembahsan
Pada percobaan ini, kami hanya mendapat penjelasan mengenai prinsip
kerja Wetted Wall Absorption Column dikarenakan alat yang tersedia sudah lama
tidak dapat berfungsi. Dari penjelasan yang diberikan oleh asisten, diketahui
bahwa absorpsi adalah suatu metode pemisahan campuran gas dengan absorben
berupa likuid dengan penyerapan pada seluruh permukaan absorben. Wetted Wall
Absorption Column sendiri merupakan alat yang digunakan untuk mengamati
terbentuknya lapisan tipis atau film dari fluida yang mengalir dan terjadinya
kontak dengan udara dimana terjadi perpindahan massa dan perpindahan
momentum secara bersamaan. Pertama- tama setelah power dan supply
dihidupkan, tekan tombol Pompa 1 yang berfungsi untuk menyedot air yang
disuplai dalam bak air atau basin agar dapat masuk ke dalam Kolom
Deoksigenerator. Sebelum masuk ke Kolom Deoksigenator, air yang mengalir
masuk ke flowmeter air untuk menentukan laju alir air, setelah itu baru ke
Kolom Deoksigenator. Kolom ini berfungsi untuk melepaskan gas O2 yang
terkandung dalam air dengan adanya tumbukan antar air karena adanya
ketinggian sehingga air jatuh dan saling tertumbuk sehingga saat itu juga gas
O2 terlepas ke udara luar melewati bagian atas menara Kolom Deoksigenator
yang berlubang sebelum air dialirkan ke Sensor Probe. Ikatan antara air dan
gas O2 adalah ikatan Van Der Waals yang merupakan ikatan lemah. Selain itu
kolom ini juga berfungsi sebagai pengstabil fluida agar fluida tersebut pada
37
saat memasuki kolom Wetted Wall tidak memberikan perbedaan konsentrasi
yang dapat mengganggu prosesnya percobaan.
Setelah dari Kolom Deoksigenator air dialirkan ke Sensor Probe, air
dideteksi kadar O2 yang terlarut dengan mengirim sinyal listrik ke dalam DO
meter dan diterjemahkan oleh DO meter dengan hasil terjemahan secara
komputasi. Dari sensor probe, air terlebih dahulu masuk ke dalam clear wall di
bagian atas kolom absorber yang merupakan tempat penampungan air
sementara bertujuan agar air yang mengalir tidak langsung mengucur ke dalam
wetted wall column. Sebelum masuk ke Wetted Wall Absorption Coulmn
matikan Pump 1 lalu hidupkan Pump 2 , dikhawatirkan jika keduanya
dihidupkan dapat terjadi kavitasi yang dapat menyebabkan kerusakan pada
pompa. Setelah itu air mengalir masuk ke dalam Wetted Wall Absorption
Column.
Didalam wetted wall column air mengalir pada dinding, membentuk
suatu lapisan film tipis. kemudian dari bagian bawah kolom dialirkan udara
dengan bantuan kompressor. Sebelum masuk ke dalam wetted wall column, udara
terlebih dahulu masuk ke dalam penyaring. yang bertujuan untuk menyaring
udara sehingga hanya oksigen yang masuk ke dalam wetted wall column. Proses
absorpsi terjadi ketika air yang mengalir secara laminer pada dinding kolom dan
kontak dengan udara yang masuk ke dalam kolom melalui bagian bawah kolom,
sehingga proses absorpsi antara air dan udara secara counter current. Proses
absorpsi yang baik terjadi pada saat kecepatan alir udara yang tinggi kontak
dengan kecepatan alir air yang rendah. Hal inilah yang terjadi pada wetted wall
column.
Udara yang tekan oleh compressor masuk ke Wetted Wall Absorption
Column. Di bawah Wetted Wall Absorption Column terdapat alat yang disebut
Bubble Column, namun alat ini hanya digunakan sebagai indikator adanya
udara yang masuk atau tidak yang didorong oleh compressor, jika udara
masuk ke dalam Bubble Column ini ditandai dengan adanya gelembung-
gelembung udara di dalam air. Karena proses yang terjadi secara counter
current sehingga di Wetted Wall terjadi vibrasi atau getaran yang akan
38
mengakibatkan pecahnya kolom ini. Oleh karena itu, digunakan pegas yang
dipasang di sekeliling kolom ketika terjadi vibrasi sehingga dapat menghindari
pecahnya kolom Wetted Wall tersebut.
Setelah keluar dari wetted wall column, aliran campuran air dan udara
masuk ke dalam clear wall pada bagian bawah kolom dengan tujuan untuk
menampung sementara aliran air agar tidak langsung mengucur ke luar dari
wetted wall column. Selanjutnya aliran tersebut masuk ke dalam sensor probe 2
dengan tujuan untuk mengukur kadar oksigen yang terkandung di dalam air
outlet. Diketahui bahwa kadar oksigen pada outlet lebih banyak dibandingkan
dengan inlet karena pada saat proses absorpsi terjadi penambahan oksigen pada
air dari udara yang dialirkan.
Dari sensor probe 2, air dialirkan kembali ke dalam basin. Untuk
dipompakan kembali ke dalam kolom deoksigenator. Proses absorpsi ini
berlangsung secara kontinu. Hasil data yang diperoleh menunjukkan bahwa
kadar atau konsentrasi O2 keluaran lebih besar daripada kadar O2 pada inlet. Hal
ini menunjukkan bahwa telah terjadi penyerapan oksigen (O2) oleh fluida (air)
sehingga air yang keluar memiliki kadar oksigen yang lebih besar.
Apabila flowrate udara dinaikkan dan flowrate air tetap, maka proses
penyerapan oksigen juga akan bertambah besar, hal ini dikarenakan oleh luas
permukaan air akan menjadi lebih besar sehingga kontak dengan udara akan
bertambah besar yang menyebabkan proses penyerapan oksigen menjadi lebih
besar. Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan diperoleh hubungan Reynold
number dengan Sherwood number adalah sebagai berikut :
a. Untuk laju alir udara 1000 cc/min : Sh = 778,213 Re0,147
b. Untuk laju alir udara 2000 cc/min : Sh = 2228,313 Re-0,002762
c. Untuk laju alir udara 3000 cc/min : Sh = 981,420 Re-0,0198