separator ppkasd

7/22/2019 Separator PPKasd

1/29

1

Pemilihan

Cara Pemisahan dan Separator

Tatang H. Soerawidjaja

Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Bandung

2004


2/29

2

Sesudah membuat pertelaan (spesifikasi) awal tentangjenis dan unjuk kerja reaktor, harus digarap :

cara pemisahan produk/keluaran reaktor, dan

cara pemisahan untuk memurnikan umpan reaktor.

Fokus bahasan : pemilihan cara pemisahan dan sepa-

rator, bukan penentuan dimensinya !. Jika campuran yang akan dipisahkan bersifat homogen

(berupa larutan), pemisahan hanya dapat dilakukandengan cara penambahan atau penciptaan fasa lain di

dalam sistem. Jika campuran bersifat heterogen, pemisahan dapat

dilakukan dengan mengeksploitasi perbedaan yangsudah terdapat dalam sistem.


3/29

3

Pemisahan fasa-fasa campuran heterogen harus

dilakukan sebelum pemisahan bagian-bagian yang

homogennya dipisahkan lebih lanjut, karena biasanya

lebih mudah.

Sistem heterogen :

uap-cair; cair-cair (tak saling larut);

padat-cair;

padat uap; padat-padat.


4/29

4

Pemisahan campuran-campuran heterogen

Empat (4) metode utama :

Pengendapan dan Sedimentasi;

Flotasi;

Pemisahan sentrifugal; dan

Filtrasi (penyaringan) dan pengayakan. Pengendapan pemisahan (cepat) partikel-partikel

dari suatu fluida dengan gaya gravitasi yang bekerjapada partikel-partikel tersebut.

Sedimentasi pemisahan partikel-partikel padat yangtersuspensi di dalam suatu cairan dengan memanfaat-kan gaya gravitasi, menjadi cairan jernih dan lumpur

berkadar padatan lebih tinggi.


5/29

5

Kecepatan uap dalam drum pemisah uap-cair harus lebih kecildari kecepatan pengendapan tetesan cairan.

Kecepatan pengumpanan campuran ke dalam tangki pemisahcair-cair harus cukup kecil sehingga tetes cairan berattenggelam dan tetes cairan ringan terapung.

Pada bilik pemisah padatan-udara, (tinggi vertikal bilik)/(kece-patan pengendapan partikel) harus < waktu tinggal udara.


6/29

6

Pemekat lumpur (thickener) untuk pemisahan padat-cair :

Bahan penggalak flokulasi (flokulant,flocculating agent) seringdibubuhkan untuk memperlancar pengendapan.

Tangki sedimentasi yang dioperasikan untuk menjernihkan cairan(bukan memekatkan lumpur) disebut penjernih (clarifier).


7/29

7

Alat pengklasifikasi partikel-partikel padat (classifier)

Partikel-partikel paling besar/berat terkumpul di bilik pertama

(paling dekat gerbang masuk umpan) dan yang paling ringan

terkumpul di bilik terakhir.


8/29

8

Flotasi

Pemisahan berdasar gaya berat yang mengeksploitasi

sifat permukaan partikel-partikel. Gelembung-gelembung gas (biasanya udara) dibangkitkan didalam suatu cairan dan menempel pada suatu jenis

partikel padat atau tetes cairan tak-larut, hingga

partikel-partikel atau tetesan-tetesan termaksudterbawa mengapung ke permukaan cairan.

Dapat diterapkan untuk memisahkan campuran padat-padat maupun cair-cair.

Penting dalam pemrosesan mineral. Campuran padatan yang akan diolah harus digiling

halus agar partikel-partikel zat kimia yang akandijumput (recovered) terbebas dari zat-zat lain.


9/29

9

Zat-zat kimia yang biasa dibubuhkan pada medium flotasi :

Modifier: utk mengendalikan pH pemisahan. Yang lazim : asam,

kapur, soda api. Kolektor : reagen tak suka air (water repellent) yang dibubuhkan

utk teradsorpsi secara selektif pada permukaan salah satu jenis

partikel padat, hingga partikel tsb lebih hidrofobik dan cenderung

menempel pada gelembung gas. Aktivator : utk mengaktifkan afinitas permukaan suatu mineral

(yang dikehendaki) pada kolektor.

Depressant: zat yang bisa teradsorpsi pada partikel padat yangdikehendaki tertinggal, membuatnya kurang hidrofobik dan tak

mau menempel pada gelembung gas.

Pembuih (frother) : zat aktif permukaan yang dibubuhkan kedalam medium flotasi utk menstabilkan buih dan memperlancar

pemisahan.


10/29

10

Pemisahan sentrifugal

Pemisahan sentrifugal dipilih jikapemisahan dengan gaya gravitasiterlalu pelahan, karena :

massa-jenis partikel dan fluidatak jauh berbeda; atau

kecepatan pengendapan kecilkarena partikel terlalu kecil; atau

campuran yang hendak dipisah-kan membentuk emulsi yang

(cukup) stabil. Siklon (dan hidrosiklon) adalah

pemisah sentrifugal palingsederhana.


11/29

11

Sentrifuga


12/29

12

Filtrasi (penyaringan, penapisan)

(a). Filter pelat dan

bingkai.

(b). Filter kantong/

karung.

(c). Filter ban berjalan.

(d). Filter putar vakum.

F il ter aids( pelancar penyaringan) : partikel-partikel padat

porous yang ditambahkan ke dalam campuran yang akan

disaring (atau di-pra-lapiskan pada medium penyaring utk

memperlancar penyaringan.


13/29

13

Pemisahan campuran-campuran homogen

yang berwujud fluida

Harus dilakukan dengan penciptaan atau penambahan

suatu fasa lain !.

Yang paling umum : distilasi penguapan parsial +pengembunan parsial berulang-ulang.

Keunggulan, mampu :

menangani rentang laju alir umpan sangat lebar;

menangani rentang komposisi umpan sangat lebar;

menghasilkan produk berkemurnian tinggi.


14/29

14

Pemisahan yang tak cocok ditempuh via distilasi

Pemisahan campuran zat-zat berberat molekul kecil. absorpsi, adsorpsi, mikro-/nanofiltrasi.

Pemisahan campuran zat-zat berberat molekul besar

yang peka terhadap panas.

distilasi vakum.

Pemisahan komponen-komponen berkadar rendah.

absorpsi, adsorpsi, pertukaran ion.

Pemisahan golongan zat-zat (misal: alifatik dari

aromatik).

ekstraksi cair-cair.


15/29

15

Pemisahan campuran zat-zat yang berkemudahan

menguap sangat kecil atau menampilkan tabiat

azeotrop.

kristalisasi, ekstraksi, distilasi ekstraktif/azeotropik.

Pemisahan komponen dapat menguap dari komponen

tak menguap.

Evaporasi, pengeringan (padatan).

Pemisahan campuran zat dapat mengembun dari zat

tak dapat mengembun. kondensasi parsial, absorpsi.


16/29

16

Distilasi

Variabel yang harus ditetapkan : (1). Tekanan operasi. Makin besar tekanan :

pemisahan makin susah (butuh tahap/refluks >).

Kalor penguapan ( beban-beban kalor) mengecil.

Massa jenis uap (diameter kolom ).

Temperatur pendidih-ulang makin tinggi.

Temperatur kondensor juga makin tinggi

Kebalikannya terjadi jika tekanan mengecil; batas mi-

nimum tekanan biasanya adalah keinginan utk meng-

hindari operasi vakum dan refrijerasi pd kondensor.


17/29

17

Variabel yang harus ditetapkan : (2). Nisbah refluks.

Ada nilai optimal !.

Tetapi jika nilaioptimal < 1,1 nilairefluks minmum,dipiilih nilai reluks =1,1 x nilai minimum.

Agar kesalahan datarancangan tak meng-akibatkan bencana

(hasil rancangan taklayak atau tak memi-liki keteroperasianyang memadai) !.


18/29

18

Variabel yang harus ditetapkan : (3). Kondisi umpan.

Umpan cairan dingin ( di bawah titik gelembung) : banyak tahap di seksi pemurnian , tetapi banyak

tahap di seksi pelucutan .

beban pendidih-ulang , beban kondensor.

Kebalikannya terjadi jika umpan berupa campuranuap dan cairan atau seluruhnya uap.

Jangan mengoptimalkan tekanan operasi, nisbahrefluks, maupun kondisi umpan sebelum keseluruhanrancangan proses dipadukan kebutuhan & kelebihankalornya !.


19/29

19

Mengeksploitasi

perubahan titik

azeotrop dengan

tekanan :

azeotrop minimum


20/29

20

Mengeksploitasi

perubahan titik

azeotrop dengantekanan :

azeotrop maksimum


21/29

21

Jika titik azeotrop tak

peka terhadap

perubahan tekanan,

atau campuran amatsulit dipisahkan bukan

karena pembentukan

azeotrop, melainkan

karena kemudahan

menguapnya rendah,gunakan taktik

penambahan bahan

asing, misalnya zat

penyeret atau zat

pengekstrak .

Distilasi azeotropik

menggunakan zat

penyeret (relatif

mudah menguap)


22/29

22

Distilasi ekstraktif menggunakan zat pengekstrak (pelarut

yang relatif tak menguap).


23/29

23

Absorpsi dan Adsorpsi

Untuk pemisahan zat-zat berberat molekul kecil.

Absorpsi : campuran gas dikontakkan dengan alirancairan yang dapat secara selektif melarutkan satu (atausekelompok) komponen dari gas tsb.

Adsorpsi : campuran gas dikontakkan dengan unggun

diam butiran-butiran padat yang dapat secara selektifmenjerap satu/sekelompok komponen dari gas tsb.

Jika beban pemisahan (kuantitas zat-terlarut/adsorbatyang harus dipisahkan per hari) besar, biasa digunakan

absorpsi/adsorpsi regeneratif [pelarut (adsorben) me-nyerap (menjerap) zat terlarut via interaksi reversibel.

Cara regenerasi : Ayun tekanan (pressure swing) atauayun temperatur (temperature/thermal swing).


24/29

24

Skema dasar suatu sistem absorpsi regeneratif (ayun tekanan

maupun temperatur)


25/29

25

Sistem Adsorpsi regenaratif ayun termal

Sistem sederhana adsorpsi regeneratif ayun

tekanan


26/29

26

Evaporasi

Pemisahan pelarut

relatif mudah menguapdari suatu larutan zat tak

menguap


27/29

27

Efek perubahan variabel operasi pada sistem evaporasi

umpan ke depan


28/29

28

Tiga atau empat tahap evaporasi biasanya optimal


29/29

29

Pengeringan

(a). Pengering terowongan.

(b). Pengering putar.

(c). Pengering drum vakum.

(d). Pengering semprot (spray).

Yang lain : Pengering unggun

terfluidakan (fluidized bed

dryer).

separator ppkasd

Documents