LAPORAN PENDAHULUAN PRAKTIKUM

OPERASI TEKNIK KIMIA I

WETTED WALL ABSORPTION COLUMN

KELOMPOK I (SHIFT RABU SIANG)

1. RATIH KESUMA W (03101003013)

2. AGUNG PRASETYO N (03101003021)

3. DWI LESTARI (03101003026)

4. MUTHIA RANI (03101003064)

5. AMANDA NOFRENI (03101003072)

6. RIAN ARTHA PRIMA (03101003107)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDERALAYA

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perpindahan massa antar fase hampir dijumpai disetiap proses dalam teknik

kimia, sebagai contoh: ekstraksi cair-cair, leaching, distilasi, absorbsi,

pengeringan, dan pendinginan. Kontak antar fase gas dan cairan dapat terjadi

dalam berbagai cara, misalnya: peristiwa dimana cairan dilewatkan kedalam

bentuk lapisan film yang bergerak melalui cairan gas dilewatkan melalui tray

tower. Dengan adanya kontak antar gas dan cairan, maka akan terjadi perpindahan

massa antara gas dan cairan. Oleh karena itu diperlukan koefisien perpindahan

massa dari fase gas ke cairan atau sebaliknya.

Absorpsi adalah proses penyerapan pada seluruh permukaan bahan atau zat.

Zat yang diserap disebut phase terserap sedangkan yang menyerap disebut

absorbent kecuali zat padat, absorbent dapat pula berupa zat cair karena itu

absorpsi dapat terjadi antara zat cair dengan zat cair atau gas dengan zat cair.

Absorpsi merupakan proses penyerapan yang terjadi pada seluruh permukaan

bahan atau zat hingga kedalam zat tersebut yang berlangsung dalam suatu kolom

atau absorber. Proses penyerapan yang terjadi tersebut merupakan suatu fenomena

fisik ataupun kimiawi sewaktu atom, molekul, ataupun ion memasuki suatu fase

limbak (bulk) lain yang dapat berupa gas, cairan, ataupun padatan. Proses absorpsi

ini tentunya berbeda dengan proses adsorpsi karena penyerapan molekul

dilakukan melalui volume bukan melalui permukaan (penyerapan terjadi hingga

kebagian dalam absorben).

Dalam proses absorpsi, zat yang diserap disebut fase terserap (absorbat)

sedangkan zat yang menyerap disebut absorben kecuali zat padat. Absorben dapat

pula berupa zat cair karena itu absorpsi dapat terjadi antara zat cair dengan zat cair

atau gas dengan zat cair. Beberapa faktor-faktor yang mempengaruhi proses

absorpsi, yaitu:

1) kemampuan pelarut yang digunakan sebagai absorben

2) laju alir dari pelarut

3) jenis atau tipe kolom yang digunakan

4) kondisi operasi yang sesuai, dan lain-lain

Di dalam suatu kolom absorber, gas yang akan diserap dialirkan pada

bagian bottom kolom, sedangkan liquid atau pelarut dialirkan pada bagian top

kolom. Hal ini disebabkan karena gas lebih ringan dan mudah menyebar daripada

liquid, sehingga kontak antara liquid dan gas akan berlangsung dengan baik dan

juga mempengaruhi banyaknya gas yang diserap oleh pelarut atau liquid.

Absorpsi dikelompokan menjadi:

1) Proses absorpsi yang berlangsung secara fisika terdiri dari absorpsi dan

dekripsi.

2) Proses absorpsi yang berlangsung secara kimia, proses ini biasanya disertai

oleh reaksi kimia.

Secara umum absorpsi dapat dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu

adsorbsi fisika dan adsobsi kimia. Pada absorpsi fisika, absorpsi disebabkan oleh

gaya Van der Waals yang ada pada permukaan absorbent. Panas absorpsi fisika

biasanya rendah dan lapisan yang terjadi pada permukaan absorbent biasanya

lebih dari satu molekul. Pada absorpsi kimia terjadi reaksi antara zat yang diserap

dan absorbent. Lapisan molekul pada permukaan absorbent hanya satu lapis

panas absorpsianya tinggi. Dalam hal-hal tertentu, gas diserap dalam keadaan utuh

pada permukaan absorbent. Dalam keadaan ini seperti hidrogen pada permukaan

Pt hitam, molekulnya terpecah menjadi atom-atom. Akibatnya hidrogen menjadi

aktif sekali, karena itu Pt dipakai sebagai katalisator untuk reaksi-reaksi dengan

hidrogen.

Proses absorpsi yang terjadi didalam wetted wall absorption column dapat

menggambarkan adanya perpindahan massa didalam kolom tersebut. Perpindahan

massa ini terjadi akibat adanya penyerapan (dalam hal ini berupa absorpsi) yang

terjadi didalam kolom tersebut. Dengan adanya perpindahan massa yang terjadi,

maka akan ditemui pula suatu bilangan yang merupakan koefisien perpindahan

massa. Perpindahan massa merupakan perpindahan satu unsur dari konsentrasi

yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah. Perpindahan massa

merupakan proses penting dalam proses industri, misalnya dalam penghilangan

polutan dari suatu aliran keluaran pabrik dengan absorpsi, pemisahan gas dari air

limbah, difusi neutron dalam reaktor nuklir. Koefisien perpindahan massa adalah

besaran empiris yang diciptakan untuk memudahkan persoalan-persoalan

perpindahan massa antar fase, yang akan dibahas disini adalah koefisien

perpindahan massa dari fase gas ke fase cair atau sebaliknya dari sifat-sifat zat

untuk menekan.

Absorpsi gas merupakan operasi dimana campuran gas dikontakan dengan

liquid yang bertujuan untuk melewatkan suatu komposisi gas atau lebih dan

menghasilkan larutan gas dalam liquid. Pada operasi absorpsi gas terjadi

perpindahan massa dari fase gas ke fase liquid. Kecepatan larut gas dalam

absorben liquid tergantung pada kesetimbangan yang ada, karena itu diperlukan

karakteristik sistem gas liquid.

Keuntungan absorbsi dengan reaksi kimia adalah memperbesar harga

koefisien transfer massa. Hal ini karena keefektifan interfacial area yang lebih

besar, dimana dapat menggantikan bagian yang stagnant. Jika liquid film

resistance lebih dominan seperti pada absorbsi CO2 maka reaksi kimia yang cepat

dalam liquid dapat memberikan penambahan harga koefisien perpindahan massa.

Dalam proses dimana ada gas terlarut yang terabsorpsi akan bereaksi dengan

liquid, ataupun dengan komponen liquida, maka reaksi itu akan menghilangkan

solute gas. Laju kehilangan ini sangat tergantung pada jenis aliran, konsentrasi gas

yang terabsorpsi, jenis reaksi, serta orde reaksinya. Hal inilah yang mempengaruhi

besarnya recovery gas CO2.

Pada packed column suatu response yang ideal menyebar dalam suatu liquid

sehingga untuk menandai penyebaran response tersebut diperkirakan terlebih

dahulu sebagai aliran plug flow. Apabila laju alir gas dinaikkan akan

menimbulkan gangguan pada aliran plug flow sehingga terjadi turbulensi atau

intermixing yang menyebabkan fluktuasi pola aliran menjadi mixed flow atau jenis

alirannya adalah ideal. Untuk menghasilkan aliran yang non-ideal maka harga

bilangan dispersi tidak boleh nol atau tipe alirannya plug flow tetapi harganya

mendekati nol karena adanya fluktuasi aliran plug flow menjadi mixed flow.

1.2. Tujuan

Tujuan dari percobaan ini yaitu:

1) Mengetahui prinsip dan cara kerja Wetted Wall Absorption Column

2) Mengetahui cara menghitung koefisien perpindahan massa dalam liquid

(kL)

3) Mengetahui aplikasi dari Wetted wall Absorption Column

1.3. Permasalahan

Masalah yang akan terjawab melalui percobaan ini adalah :

1) Bagaimanakah pengaruh laju aliran udara pada Watted Wall Adsorbtion

Column terhadap Koefisien Perpindahan Massa (KL), Reynold Number (Re)

dan Sherwood Number (Sh).

2) Bagaimanakah pengaruh laju aliran aur pada Watted Wall Adsorbtion

Column terhadap Koefisien Perpindahan Massa (KL), Reynold Number (Re)

dan Sherwood Number (Sh).

1.4. Hipotesa

Hipotesa yang dapat ditulis adalah :

1) Semakin besar laju aliran udara pada Watted Wall Adsorbtion Column maka

semakin besar pula Koefisien Perpindahan Massa (KL), Reynold Number

(Re) dan Sherwood Number (Sh).

2) Semakin besar laju aliran air pada Watted Wall Adsorbtion Column maka

semakin besar pula Koefisien Perpindahan Massa (KL), Reynold Number

(Re) dan Sherwood Number (Sh).

1.5. Manfaat

Manfaat dari percobaan ini adalah kita dapat mengetahui dan

membandingkan pemakaian laju aliran udara dan air yang berbeda pada Watted

Wall Adsorbtion Column dan besarnya Koefisien Perpindahan Massa (KL),

Reynold Number (Re) dan Sherwood Number (Sh).

BAB II

TUNJAUAN PUSTAKA

2.1. Absorpsi

Absorpsi adalah proses penyerapan gas melalui seluruh permukaan zat cair

(absorbent). Secara umum absorpsi dikelompokkan menjadi 2 bagian, yaitu :

1) Absorpsi fisika

Absorpsi fisika disebabkan oleh gaya Van der Wall yang ada di permukaan

absorbent. Panas absorpsinya rendah dan lapisan yang terbentuk pada

permukaan absorbent lebih dari satu lapis.

2) Absorpsi kimia

Absorpsi kimia terjadi karena reaksi antara zat yang diserap dengan

absorbent. Panas absorpsinya tinggi dan lapisan yang terbentuk pada

permukaan absorbent hanya satu lapis.

Absorbsi dengan reaksi kimia lebih menguntungkan untuk pemisahan.

Meskipun demikian, absorbsi fisis menjadi penting jika pemisahan dengan reaksi

kimia tidak dapat dilakukan.

Absorber dan stripper adalah alat yang digunakan untuk memisahkan satu

komponen atau lebih dari campurannya menggunakan prinsip perbedaan

kelarutan. Solut adalah komponen yang dipisahkan dari campurannya sedangkan

pelarut (solvent; sebagai separating agent) adalah cairan atau gas yang melarutkan

solut. Karena perbedaan kelarutan inilah, transfer massa solut dari fase satu ke

fase yang lain dapat terjadi.

Stripping adalah operasi pemisahan solute dari fase cair ke fase gas, yaitu

dengan mengontakkan cairan yang berisi solute dengan pelarut gas (stripping

agent) yang tidak larut ke dalam cairan. Di dalam mengevaluasi absorber atau

stripper, sesorang harus mengetahui dan menentukan :

1) Kondisi bahan yang akan dipisahkan (umpan), yaitu kecepatan arus fluida

umpan,komposisi dan tekanan

2) Banyak solut yang harus dipisahkan

3) Jenis solven yang akan digunakan,

4) Suhu dan tekanan alat

5) Kecepatan arus solven

6) Diameter absorber

7) Jenis absorber

8) Jumlah stage ideal dan tinggi menara

Absorber dan stripper seringkali digunakan secara bersamaan. Absorber

digunakan untuk memisahkan suatu solut dari arus gas. Stripper digunakan untuk

memisahkan solut dari cairan sehingga diperoleh gas dengan kandungan solute

lebih pekat. Hubungan absorber dan stripper ditunjukkan dalam gambar 2.1.

Gambar 2.1. Diagram alir proses absorbsi-stripping

2.2. Tipe-tipe Kolom Absorpsi

Dalam perhitungan ukuran Tower Absorpsi, satu faktor yang sangat penting

adalah nilai koefisien transfer atau tinggi unit transfer. Sementara itu kecepatan

aliran total gas dan cairan akan ditentukan oleh proses, hal ini penting untuk

menentukan aliran yang cocok per unit area yang melalui column. Aliran gas

dibatasi dengan tidak boleh melebihi kecepatan flooding, dan akan ada hasil drop

jika kecepatan cairan sangat rendah. Hal ini cocok untuk menguji pengaruh

kecepatan aliran gas dan cairan pada koefisien transfer, dan juga dalam

menyelidiki pengaruh variabel, seperti: temperatur, tekanan, dan diffusitivity.

Operasi perpindahan massa dilaksanakan di dalam tower yang di desain untuk

kotak dua phase peralatan ini diklasifikasi ke dalam 4 tipe utama yang metodenya

digunakan untuk menghasilkan kontak interphase.

1) Spray tower

Spray tower terdiri dari chamber-chamber besar dimana gas mengalir dan

masuk serta kontak dengan liquid di dalam spray nossles. Spray nossles didesain

untuk aliran liquid yang mempunyai bilangan pressure drop besar maupun kecil,

untuk aliran liquid yang mempunyai flow rate yang kecil maka cross area

kontaknya harus besar. Laju aliran yang mempunyai drop falls menentukan waktu

kontak dan sirkulasinya. Serta influensasi mass transfer antara dua phase dan

harus kontak terus-menerus. Hambatan pada transfer yaitu pada phase gas

dikurangi dengan gerakan swirling dari falling liquid droplets.

Spray tower digunakan untuk transfer massa larutan gas yang tinggi dimana

dikontrol laju perpindahan massa secara normal pada phase gas. Untuk ketinggian

yang rendah, efisiensi ruang spray kira-kira mendekati packed tower, tetapi untuk

ketinggian yang melebihi 4 ft efisiensi spray tower turun dengan cepat.

Sedangkan kemungkinan berlakunya interfase aktif yang sangat besar dengan

terjadinya sedikit penurunan, pada prakteknya ditemukan ketidakmungkinan

untuk mencegah hubungan ini, dan selama permukaan interfase efektif berkurang

dengan ketinggian, dan spray tower tidak digunakan secara luas.

2) Bubble Tower

Pada Bubble tower ini gas terdispersi menjadi phase liquid didalam fine

bubble. Small gas bubble menentukan luas area. Kontak perpindahan massa

terjadi didalam bubble formation dan bubble rise up melalui liquid. Gerakan

bubble mengurangi hambatan liquid-phase. Bubble tower digunakan dengan

sistem dimana pengontrolan laju dari perpindahan massa pada phase liquid yang

absorpsinya adalah relatif phase gas.

Gambar 2.2 ini menunjukkan panjang kontak dan aliran phase mengalir

didalam Bubble tower. Mekanisme dasar perpindahan massa terjadi didalam

bubble tower dan juga alirannya counter didalam tank bubble batch dimana gas

ini terdispensi didalam bottom tank.

Gambar 2.2. Buble Cap Tray pada Diameter Column yang Besar

3) Packed Column

Keuntungan dari penggunaan packed column :

a. Pressure drop aliran gas rendah.

b. Dapat lebih ekonomis dalam operasi cairan korosif karena ditahan untuk

packing keramik.

c. Biaya column dapat lebih murah dari phase column pada ukuran diameter

yang sama.

d. Cairan Hold up kecil

4) Plate Column

Penggunaan plate column lebih luas bila dibandingkan dengan packed

column secara khusus untuk destilasi. Keuntungan dari plate column adalah:

a. Menyiapkan kontak lebih positif antara dua phase liquid

b. Dapat menghandle cairan lebih besar tanpa terjadi floading

c. Lebih mudah dibersihkan.

5) Wetted-Wall Coloumn

Pada Wetted-Wall Coloumn, liquid murni yang mudah menguap dialirkan

kebawah di dalam permukaan pipa, sementara itu gas ditiupkan dari atas atau dari

bawah melalui pusat inti pengukuran kelajuan penguapan liquid kedalam aliran

gas diatas permukaan. Dalam beberapa operasi perpindahan massa, massa berubah

antara 2 fase. Dalam laboratorium, Wetted-Wall Coloum telah digunakan oleh

sejumlah pekerja dan mereka telah membuktikan pentingnya menentukan

berbagai faktor, dan mengadakan basis dari hubungan yang telah dikembangkan

untuk Packed Tower.

Gambar 2.3. Diagram khusus Wetted-Wall Coloumn 1 in.

2.3. Penggunaan Absorpsi

Absorpsi gas oleh zat padat digunakan pada gas masker. Alat ini berisi

arang halus, yang berfungsi menyerap gas-gas yang tidak diinginkan, misalnya

gas racun. Arang halus juga dipakai untuk membuat vakum, dengan temperatur

yang rendah dapat dibuat vakum sampai 10 - 4 mm.

Grafit banyak dipakai sebagai pelumas karena molekulnya yang pipih

hingga mudah bergeser terhadap satu sama lain. Namun ternyata, bahwa pada

temperatur yang tinggi sifat pelumas grafit sangat berkurang dan kembali lagi bila

temperatur direndahkan. Dalam analisis kimia kadang-kadang diperoleh

kesukaran karena adanya daya serap dari beberapa endapan terhadap ion-ion

dalam larutan.

2.4. Absorbsi Dengan Reaksi Kimia

Proses absorbsi di berbagai industri diikuti dengan reaksi kimia. Reaksai di

dalam komponen absorbsi dengan reagent dalam cairan absorben secara umum.

kadang-kadang reagent dan produk dari reaksi keduanya dapat larut seperti

absorbsi pada karbondioksida dalam pelarut etanol atau pelarut alkalin yan lain.

Sebaliknya pembakaran gas yang terdiri dari sulfur dioksin dapat dikontakkan

dengan batu kapur untuk membentuk kalsium sulfat yang tidak dapat larut.

2.5. Perpindahan Massa di dalam Wetted – Wall Columns

Data yang paling baik mass-tranfer antara luas permukaan pipa dan aliran

fluida sebaiknya digunakan wetted-wall column, alasan prinsip penggunaan

column ini adalah pengamatan perpindahan massa yaitu kontak luas permukaan

antara dua phase yang hasilnya bisa akurat.

Koefisien perpindahan massa untuk aliran gas ditunjukkan oleh persamaan:

Kc .DD AB

x PB. I M

P = 0,023 Re 0,83 Sc 0,44 (2.1)

Dan koefisien perpindahan massa untuk film ditunjukkan oleh persamaan

Vivian dan Peacemen:

Kt . zDAB

= 0,433 (SC)0,5 (gz/μ2)1/6 (Re)0,4 (2.2)

dimana:

DAB = massa difusivitas komponen A yang menjadi liquid

Z = panjang kotak

P = densitas liquid B

g = gravitasi.

Re = Reynold Numbers.

µ = viskositas liquid B

Sc = bilangan number Schmidt

4r/µ dimana r adalah massa flowrate liquid per unit wetted parameter.

Koefisien film liquid terlentak antara 10 – 20% lebih rendah dari persamaan

teoristis untuk absorpsi didalam aliran laminar film.

2.6. Persamaan Dasar Wetted Wall Absorption Column

1) Koefisien Perpindahan Massa Untuk Aliran Gas

KC⋅D

D AB

ρB⋅I M

ρ = 0,23. Re

0,83 . Sc0,44 (2.3)

2) Koefisien Perpindahan Massa Untuk Lapisan Film (Persamaan Vivian dan

Peaceman)

k L⋅Z

DAB = 0 ,433⋅S

c0,5⋅( g⋅z3

μ2 )16⋅R

e0,4(2.4)

Dimana:

Z = panjang.

DAB = difusivitas massa antara komponen A dan B.

P = densitas liquid B.

μ = viskositas liquid B.

g = percepatan gravitasi.

Sc = schmidt number.

Re = reynold number

2.7. Sistem Dua Komponen

Jika kualitas dari gas tungga dan hubungan cairan non volatil di dalam

equilibrium, hasil konsentrasi gas dalam liquid dikenal dengan nama gas

solubilIity, pada temperatur dan tekanan yang umum. Beberapa gas yang dapat

larut dipengaruhi oleh temperatur yang digambarkan oleh hukum van’hoff, yaitu

jika temperatur di dalam sistem equilibrium naik, perubahan yang akan terjadi

berupa penyerapan panas.

2.8. Sistem Multikomponen

Bila campuran gas dikontakkan dengan liquid pada kondisi tertentu,

kelarutan setimbang, gas tidak akan saling mempengaruhi kelarutan gas, yang

dinyatakan dalam tekanan parsil dalam campuran gas. Bila dalam campuran gas

ada gas yang sukar larut maka kelarutan gas ini tidak mempengaruhi kelarutan gas

yang mudah larut. Pada beberapa komponen dalam campuran gas mudah larut

dalam liquid, kelarutan masing-masing gas tidak saling mempengaruhi gas tidak

dipengaruhi oleh sifat liquid. Ini hanya terjadi pada larutan ideal.

Suatu alat yang banyak digunakan dalam absorpsi gas dan beberapa operasi

lain ialah menara isian. Alat ini terdiri dari sebuah kolom berbentuk sekunder atau

menara yang dilengkapi dengan pemasukan gas dan ruang distribusi pada bagian

bawah, pemasukan zat cair dan distributornya pada bagian atas, sedang

pengeluaran gas dan zat cair masing-masing pada bagian atas dan bagian bawah

serta tower packing. Penyangga itu harus mempunyai fraksi ruang terbuka yang

cukup besar untuk mencegah terjadinya pembanjiran pada piring penyangga itu.

Zat cair yang masuk disebut weak liquor berupa pelarut murni atau larutan

encer zat terlarut di dalam pelarut, didistribusikan di atas isian itu dengan

distributor, sehingga pada operasi yang ideal membebaskan permukaan isian

secara seragam. Gas yang mengandung zat terlarut disebut fat gas, masuk ke

ruang pendistribusian yang terdapat di bawah isian dan mengalir ke atas melalui

celah-celah antara isian berlawanan arah dengan aliran zat cair. Isian itu

memberikan permukaan yang luas untuk kontak zat cair dan gas serta membantu

terjadinya kontak antara kedua fase.

2.9. Teori Film

Teori film bersifat elementer, semua aliran didalam fluida turbulen

terkonsentrasi dalam suatu stagnant film. Berikutnya terhadap dinding atau batas

stasioner fluida, menurut model ini semua driving forerce atau garad konsentrasi

untuk mengurangi stagnant film dan konsentrasi dalam bulk fluida adalah

konstan, karena ini disebabkan oleh gerakan turbulen yang tinggi.

Tebal film khayalan untuk massa pada kecepatan aliran yang sebanding

adalah tidak sama kecuali pada kondisi batas. Dari reynold analogi, koefisien

transfer massa banyak digunakan, tetapi lebih sedikit dibandingkan dengan

koefisien transfer atau koefisien permukaan.

2.10. Teori Dua Film

Dalam berbagai proses pemisahan, bahan-bahan harus mengalami difusi

dari suatu fase ke fase lain, dan laju difusi didalam kedua fase itu mempengaruhi

perpindahan massa menyeluruh. Dalam teori dua film yang diusulkan oleh

Whitman pada tahun 1923 diandaikan terdapat keseimbangan pada antarmuka,

dan tahanan terdapat perpindahan massa pada kedua fase itu lalu dijumlahkan

untuk mendapatkan tahanan menyeluruh, yang lebih muda dipergunakan untuk

perhitungan rancang dari pada koefisien-koefisien individual (tersendiri). Hal

yang membuat perpindahan massa antara fase menjadi lebih rumit ialah

perpindahan kalor dan diskontinuitas (ketaksinambungan) yang terdapat pada

antar muka. Yang terjadi karena konsentrasi atau fraksi mol zat terlarut yang

terdifusi hampir tidak pernah sama kedua sisi antarmuka itu. Sebagai contoh,

dalam destilasi campuran biner, Y*A lebih besar dari XA dan gradien didekat

permukaan gelembung. Untuk absorpsi gas yang sangat mudah larut, fraksi mol di

dalam zat cair pada antarmuka akan lebih besar dari fraksi mol didalam gas.

Suku 1/Ky dapat dianggap sebagai tahanan menyeluruh terhadap

perpindahan massa, sedang suku m/Kx dan 1/Ky adalah tahanan di dalam film zat

cair dan film gas. “Film” ini tidak selalu merupakan lapisan stagnan yang

mempunyai ketebalan tertentu agar teori dua Film berlaku. Perpindahan massa di

dalam salah satu Film dapat berlangsung melalui difusi melalui lapisan batas

laminar atau melalui difusi keadaan tak steadi, seperti umpamanya dalam teori

penetrasi dan koefisien menyeluruh masih bisa didapatkan. Dalam beberapa

masalah tertentu, misalnya perpindahan melalui film stagnan ke fase dimana teori

penetrasi diperkirakan berlaku, koefisien teori penetrasi mengalami perubahan

kecil karena adanya perubahan konsentrasi pada antar muka, namun efek ini

hanya mempunyai nilai akademis semata-mata.

2.11. Teori Penetrasi

Teori penetrasi dibunakan oleh Higbie untuk menganalisa fase cair. Dalam

absorpsi gas dimana cairan diasumsi aliran laminar atau stasioner. Higbie

mempertimbangkan bahwa transfer dalam cairan dengan transport molekul

unsteady state. Konsep ini menghasilkan suatu persamaan untuk flux massa pada

titik pada permukaan cairan yang diekpose untuk absorpsi gas.

Danckwerte menggunakan konsep unsteady state ini untuk absorpsi dalam

suatu cairan turbulen dengan menganggap random surface renewal. Marcello,

memperbaiki model film penetrasi, kombinasi dua model diatas pada Sc yang

rendah model film steady state kelihatannya pada Sc yang tinggi. Sedangkan

model unsteady state renewal lebih menggambarkan situasi. Teori penetrasi yang

dinyatakan oleh Trey Ball menyatakan kontak 2 fluida. Mula-mula partikel gas

terlarut tidak seragam dan mula-mula arus eddy dianggap diam, jika arus eddy

dibiarkan berkontak dengan gas pada permukaannya, konsentrasi liquid

permukaan gas yang berada pada kelarutan keseimbangan gas dari liquid selama

partikel liquid menjadi penentu difusi unsteady state atau penetrasi solute.

2.12. Aliran di dalam pipa

Korelasi untuk perpindahan massa pada dinding dalam haruslah mempunyai

bentuk yang sama dengan korelasi untuk perpindahan kalor, karena persamaan

dasar untuk difusi dan konduksi itu serupa. Persamaan ini merupakan persamaan

yang paling sederhana yang cukup cocok dengan data publikasi dalam jangkauan

angka reynolds dan angka Schmidt yang cukup luas. Bentuk alternatif dari bentuk

korelasi itu didapat dengan membagi persamaan dengan NRe x NSc sehingga

menghasilkan faktor jM yang sebagaimana ditunjukkan oleh Chilton dan Colbum

sama dengan jH dan juga f/2. Suku (µ/µw) 0,14 biasa 1,0 untuk perpindahan

massa karena itu ditinggalkan. Analogi untuk persamaan ini berlaku umum untuk

perpindahan kalor dan perpindahan massa dengan pelarutan yang sama. Perluasan

analogi ini sehingga menutupi rugi gesek yang dilakukan untuk pipa saja karena

semua rugi disini berasal dari gesek kulit saja. Analogi ini tidak berlaku untuk

rugi gesek dimana tidak terdapat seret bentuk dari pemisahan aliran, sebagaimana

terdapat pada aliran seputar benda.

Korelasi yang telah disajikan untuk berbagai kisaran angka Schmidt. Data

untuk penguapan beberapa macam zat cair didalam menara didnding basah

dikorelasi dengan eksponen yang agak lebih tinggi baik untuk angka Reynold

maupun untuk angka Schmidt. Angka Schmidt berkisar antara 0,60 dan 0,25 dan

dalam jangkau yang sempit. Perbedaan antara eksponen itu mungkin mempunyai

makna fundamental, karena perpindahan ke permukaan zat cair, yang mungkin

mempunyai riak dan kegombang mesti berbeda dari permukaan perpindahan padat

yang licin.

Korelasi untuk perpindahan massa dan angka schmidt yang tinggi (antara

430 – 100.000) didapat dengan mengukur laju kelarutan didalam tabung asam

benzoat didalam air dan zat cair viscous. Perbedaan antara eksponen angka

Schmidt dan nilai 1/3 yang biasa mungkin tidak banyak, tapi eksponen angka

Reynold jelas lebih besar dari 0,80.

BAB III

METODOLOGI

3.1. Alat dan Bahan

A. Bahan yang digunakan :

Air dan Udara

B. Alat-alat yang digunakan :

1) Kolom Deoksigenerator

2) Pump

3) Compresor

4) Sensor probe

5) Bak penampung air

6) Flow meter udara

7) Flow meter air

3.2. Prosedur Percobaan

1) Tekan tombol power. Lalu tekan tombol supply.

2) Tekan tombol pump 1 untuk mengalirkan air dari bak penampungan ke

kolom deoksigenerator.

3) Atur flowmeter untuk air sesuai dengan laju alir yang ditetapkan

4) Bila kolom deoksigenator penuh dengan air, hidupkan pump 2 yang berfungsi

untuk menyedot air dan dialirkan ke flowmeter dan sensor probe, dimana alat

ini digunakan untuk menghitung laju alir air dan O2 yang terserap dari inlet.

5) Kemudian air akan mengalir ke puncak Wetted-Wall Absorption Column dan

selanjutnya akan turun dari puncak ke dasar kolom secara laminer yang

berupa lapisan tipis (film).

6) Bersamaan dengan itu tekan tombol compressor untuk mengalirkan udara

secara counter current ke dalam Wetted Wall Absorption Colum. Udara yang

dialirkan oleh compressor sebelumnya masuk dalam flow meter udara untuk

menghitung laju alir udara.

7) Kemudian air yang sudah bebas O2 masuk ke sensor probe untuk menghitung

O2 outlet. Dimana kedua alat ini dihubungkan dengan DO meter.