7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
1/15
SATUAN OPERASI-2
ABSORPSI I
Disusun Oleh:
Kelas : 4 KBKelompok : II
Ari Revitasari (0609 3040 0337)
Eka Nurfitriani (0609 3040 0341)
Kartika Meilinda Krisna (0609 3040 0346)
M. Agus Budi Kusuma (0609 3040 0348)
Nyimas Nur Komala Dewi (0609 3040 0351)
Sampuspita Sari (0609 3040 0356)
Yolanda Desriani (0609 3040 0359)
Dosen Pembimbing : Ir. Nyayu Zubaidah, M.Si
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
2012
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
2/15
ABSORPSI I
I. Tujuan Percobaan
Mahasiswa dapat menentukan perbedaan tekanan udara sepanjang kolom kering
sebagai fungsi dan laju alir udara dengan laju alir yang berbeda-beda.
Mahasiswa dapat menguji perbadaan tekanan udara sepanjang kolom sebagai
fungsi laju alir udara untuk beberapa laju alir yang berbeda sepanjang kolom.
II. Alat dan bahan yang digunakan
Satu unit peralatan absorpsi Udara tekan
Air
III. Gambar Alat ( terlampir )
IV. Dasar Teori
Absorpsi gas atau penyerapan gas merupakan proses perpindahan massa. Pada
absorpsi gas, uap yang diserap dari campurannya dengan gas tidak aktif atau
lembab (inert gas) dengan bantuan zat cair dimana gas terlarut (solute gas) dapat
larut banyak atau sedikit.
Alat yang banyak digunakan dalam absorpsi gas dan beberapa operasi lain
adalah menara isian. Piranti ini terdiri dari sebuah kolom berbentuk silinder atau
menara yang dilengkapi dengan pemasukan gas dan ruang distribusi pada bagian
bawah. Pemasukan zat cair dan distribusinya pada bagian atas. Sedang pengeluaran
gas dan cair masing-masing di atas dan di bawah. Serta suatu zat padat diatas
penyangga. Bentukan ini disubut isian menara atau tower packing.
Jenis-jenis menara isian yang diciptakan orang banyak sekali macamnya.
Tetapi ada beberapa jenis yang lazim digunakan. Macam-macam menara isian
terbagi menjadi 2 yaitu yang diisikan dengan mencurahkan secara acak ke dalam
menara dan disusun kedalam menara dengan tangan.
Persyaratan pokok menara isian :
Harus tidak bereaksi dengan fluida didalam menara.
Tidak terlalu berat.
Harus mengandung cukup banyak laluan arus
Harus memungkinkan terjadinya kontak antara gas dan zat cair
Tidak teralu mahal.
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
3/15
Absorpsi
Absorpsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas dengan
cara pengikatan bahan tersebut pada permukaan absorben cair yang diikuti dengan
pelarutan. Kelarutan gas yang akan diserap dapat disebabkan hanya oleh gaya-gaya
fisik (pada absorpsi fisik) atau selain gaya tersebut juga oleh ikatan kimia (padaabsorpsi kimia). Komponen gas yang dapat mengadakan ikatan kimia akan
dilarutkan lebih dahulu dan juga dengan kecepatan yang lebih tinggi. Karena itu
absorpsi kimia mengungguli absorpsi fisik. Kegunaan utama dari absorpsi adalah
pembersihan gas (misalnya gas buang) dan pemisahan campuran gas (bertujuan
untuk memperoleh kembali komponen tertentu). Absorpsi juga berperan penting
dalam kaitannya dengan proses-proses kimia, misalnya pada pembuatan asam
sulfat dan asam nitrat.
Absorben
Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan diabsorpsi pada
permukaannya, baik secara fisik maupun secara reaksi kimia. Absorben sering juga
disebut sebagai cairan pencuci.
Persyaratan absorben :
Memiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang besar.
Memiliki tekanan uap yang rendah
Tidak korosif.
Mempunyai viskositas yang rendah
Stabil secara termis.
Murah
Absorber
Absorber atau alat tempat terjadinya absorbsi adalah tempat campuran gas dan
absorben yang dikontakkan satu sama lain secara intensif, yang biasanya
berlawanan. Absorben didistribusikan sebaik mungkin yaitu permukaannya dibuat
luas dengan bantuan perlengkapan yang khusus misalnya benda pengisi,
penyemprot, benda rotasi atau pelat .
Fungsi absorpsi dalam Industri
Meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah fasenya.
Contoh :
Formalin yang berfase cair berasal dari formaldehid yang berfase gas dapat
dihasilkan melalui proses
Kolom Absorpsi
Adalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya proses pengabsorbsi dari zat
yang dilewatkan di kolom/tabung tersebut. Proses ini dilakukan dengan
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
4/15
melewatkan zat yang terkontaminasi oleh komponen lain dan zat tersebut
dilewatkan ke kolom ini dimana terdapat fase cair dari komponen tersebut.
Gambar Kolom Absorber
Struktur dalam absorber :
Bagian atas : Spray untuk megubah gas input menjadi fase cair.
Bagian tengah : Packed tower untuk memperluas permukaan sentuh
sehingga mudah untuk diabsorbsi
Bagian bawah : Input gas sebagai tempat masuknya gas ke dalam reaktor.
Prinsip Kerja Kolom Absorpsi
Kolom absorbsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda fasemengalir berlawanan arah yang dapat menyebabkan komponen kimia ditransfer
dari satu fase cairan ke fase lainnya, terjadi hampir pada setiap reaktor kimia.
Proses ini dapat berupa absorpsi gas, destilasi, pelarutan yang terjadi pada semua
reaksi kimia.
Campuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan kebawah
menara absorber. Didalam absorber terjadi kontak antar dua fasa yaitu fasa gas dan
fasa cair mengakibatkan perpindahan massa difusional dalam umpan gas dari
bawah menara ke dalam pelarut air sprayer yang diumpankan dari bagian atas
menara. Peristiwa absorbsi ini terjadi pada sebuah kolom yang berisi packing
dengan dua tingkat. Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan dari
gas yang dimasukkan tadi.
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
5/15
Gambar Prinsip Kerja Kolom Absorpsi
Proses pengolahan kembali pelarut dalam kolom absorber
Konfigurasi reaktor akan berbeda dan disesuaikan dengan sifat alami dari
pelarut yang digunakan. Aspek Thermodynamic (suhu dekomposisi dari pelarut),
Volalitas pelarut, dan aspek kimia/fisika seperti korosivitas, viskositas, toxisitas,
saat volalitas pelarut sangat rendah ,contohnya pelarut tidak muncul pada aliran
gas, proses untuk meregenerasinya cukup sederhana yakni dengan memanaskannya
.
Berikut beberapa contoh gambar dari proses diatas :
1.
Contoh pertamaCairan absorber yang akan didaur ulang masuk kedalam kolom pengolahan
dari bagian atasnya dan akan dicampur /dikontakan dengan stripping vapor.Gas
ini bisa uap atau gas mulia dengan kondisi termodinamika yang telah
disesuaikan.dengan pelarut yang terpolusi. Absorber yang bersih lalu digunakan
kembali di absorpsi kolom.
2. Contoh kedua
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
6/15
Absorber yang akan didaur ulang masuk ke kolom pemanasan stripping
column.The stripping vapor dibuat dari cairan pelarut itu sendiri.Bagian yang
telah didaur ulang lalu digunakan lagi untuk menjadi absorber.
3. Contoh ketiga
Sebuah kolom destilasi juga dapat digunakan untuk mendaur ulang.
Absorber yang terpolusi dilewatkan kedalam destilasi kolom. Dibawahnya,
pelarut dikumpulkan dan dikirim kembali ke absorber.
Aplikasi kolom Absorber
Bidang utama penggunaan absorpsi adalah pembersihan gas dan pemisahan
campuran gas, teknologi Refrigerasi, teknologi proses pembuatan formalin dan
Proses pembuatan asam nitrat.
1)Teknologi Refrigerasi
Refrigerasi absorpsi merupakan siklus yang digerakkan oleh energi termal.
Berbeda dengan sistem refrigerasi konvensional, energi mekanik yang
diperlukan oleh refrigerasi absorpsi sangat kecil. Diagram refrigerasi absorpsi
efek tunggal dapat dilihat pada Gambar berikut ini:
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
7/15
Diagram siklus refrigerasi absorpsi efek tunggal
2)
Teknologi Proses Pembuatan Formalin
Formaldehid sebagai gas input dimasukkan ke dalam reaktor. Output dari
reaktor yang berupa gas yang mempunyai suhu 182 0C didinginkan pada
kondensor hingga suhu 55 0C,dimasukkan ke dalam absorber. Keluaran dari
absorber pada tingkat I mengandung larutan formalin dengan kadar formaldehid
sekitar 37
40%. Bagian terbesar dari metanol, air,dan formaldehid
dikondensasi di bawah air pendingin bagian dari menara, dan hampir semua
removal dari sisa metanol dan formaldehid dari gas terjadi dibagian atas
absorber dengan counter current contact dengan air proses.
3)
Proses pembuatan asam nitrat
Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat berlangsung dalam kolom
absorpsi. Pada setiap tingkat kolom terjadi reaksi oksidasi NO menjadi NO2 dan
reaksi absorpsi NO2 oleh air menjadi asam nitrat. Kolom absorpsi mempunyai
empat fluks masuk dan dua fluks keluar. Empat fluks masuk yaitu air umpanabsorber, udara pemutih, gas proses, dan asam lemah. Dua fluks keluar yaitu
asam nitrat produk dan gas buang. Kolom absorpsi dirancang untuk
menghasilkan asam nitrat dengan konsentrasi 60 % berat dan kandungan NOx
gas buang tidak lebih dari 200 ppm.
Peralatan Absorpsi Gas
1. Menara sembur
Menara sembur terdiri dari sebuah menara, dimana dari puncak menara
cairan disemburkan dengan menggunakan nosel semburan. Tetes tetes cairan
akan bergerak ke bawah karena gravitasi, dan akan berkontak dengan arus gas
yang naik ke atas. Nosel semburan dirancang untuk membagi cairan kecil kecil.
Makin kecil ukuran tetes cairan, makin besar kecepatan transfer massa. Tetapi
apabila ukuran tetes cairan terlalu kecil, tetes cairan dapat terikut arus gas
keluar. Menara sembur biasanya digunakan umtuk transfer massa gas yang
sangat mudah larut.
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
8/15
2.
Menara gelembung
Menara gelembung terdiri dari sebuah menara, dimana di dalam menara
tersebut gas didispersikan dalam fase cair dalam bentuk gelembung. Transfer
massa terjadi pada waktu gelembung terbentuk dan pada waktu gelembung naik
ke atas melalui cairan (gambar 2). Menara gelembung digunakan untuk transfer
massa gas yang relatif sukar larut. Gelembung dapat dibuat misalnya dengan
pertolongan distributor pipa, yang ditempatkan mendatar pada dasar menara.
3. Menara paking
Menara paking adalah menara yang diisi dengan bahan pengisi, gambar 3.
Zat cair masuk lalu didistribusikan di atas isian itu dengan distributor, sehingga
pada operasi yang ideal membasahi permukaan isian secara seragam. Gas yang
mengansung zat terlarut masuk ke ruang pendistribusi yang terdapat di bawah
isian dan mengalir ke atas melalui celah antar isian, berlawanan arah dengan
aliran zat cair.
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
9/15
Jenis-jenis isian menara (packing)
Isian menara terbagi atas dua jenis yaitu yang diisikan dengan mencurahkan
secara acak ke dalam menara dan yang disusunkan ke dalam menara dengan
tangan. Persyaratan pokok yang diperlukan untuk packing yaitu :
Tidak bereaksi kimia dengan fluida di dalam menara
Tidak terlalu berat
Memungkinkan terjadinya kontak yang baik antara zat cair dan gas.
Mengandung cukup banyak laluan untuk kedua arus tanpa terlalu banyak zat
cair yang terperangkap atau menyebabkan penurunan tekanan terlalu tinggi.
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
10/15
Salah satu tipe distributor Liquid
4.
Menara Pelat
Menara pelat adalah menara yang secara luas telah digunakan dalam industri.Menara ini mempunyai sejumlah pelat dan fasilitas yang ada pada setiap pelat,
maka akan diperoleh kontak yang sebaik-baiknya antara fase cair dengan fase
gas. Fasilitas ini dapat berupa topi gelembung (bubble caps) atau lubang ayak
(sieve). Pada pelat topi gelembung dan lubang ayak, gelembung gelembung
gas akan terbentuk. Transfer massa antar fase akan
terjadi pada waktu gelembung gas terbentuk dan pada waktu gelembung gas
naik ke atas pada setiap pelat. Cairan akan mengalir dari atas ke bawah
melintasi pelat di dalam kolom.
V.
Prosedur Kerja
A.
Perbedaan Tekanan Udara Sepanjang Kolom Kering.
Mengeringkan kolom yang akan digunakan dengan menggunakan laju alir
udara maksimum.
Menghubungkan bagian atas dan bawah kolom dengan manometer air
dengan menggunakan katup S1 dan S2.
Membaca perbedaan tekanan sepanjang kolom untuk beberapa range laju
alir udara.
B. Perbedaan Tekanan Udara Sepanjang Kolom Dengan Laju Alir Air.
Mengisi tangki dengan air hingga penuh.
Menghidupkan pompa atau mengatur C1 sehingga didapat laju alir 1 L/min
sepanjang kolom.
Mengalirkan udara dari bawah kolom basah sebagai fungsi dan laju alir
udara.
Mencatat beda tekanan udara sepanjang kolom sebagai fungsi dan laju alir
udara.
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
11/15
Mencatat perbedaan tekanan sepanjang kolom sebagai fungsi dan laju alir
udara untuk beberapa laju alir berbeda sehingga 1 L/min. memperhatikan
perubahan kolom pada setiap pergantian laju alir.
VI. Data Pengamatan
Laju Alir Air
(L/menit)
20 40 60 80 100 120 140
1,0 0,9 1,3 2,4 5 7,6 10,8 18,1
2,0 1,58 2,23 6 8,7 13 16,1 26,2
3,0 1,4 3 6,8 13 18,6 61 74
4,0 1,99 3,4 8,2 16,8 34,8 70 72
5,0 4,2 12,2 29,4 72 77 74 71
6,0 5.8 16,4 33 66,4 77,8 88,8 91
7,0 10 29,1 56,3 85 92 96 90
Tabel Data Pengamatan pada Kolom Basah
Laju Alir Air
(L/menit)
Log Laju Alir Udara (L/min)
20 40 60 80 100 120
0 -0,64576 0,11394 -0,22185 0,08636 0,34342 0,64345
0,30103 0,2 -0,39794 -0,09691 0,07918 0,57978 0,76342
0,47712 0,3 0 0 0,44715 0,68124 0,04921
0,60206 0,5 0,53147 0,70757 0,85733 0,17609 1,54406
0,69897 0,62325 0,79239 1,00000 1,23044 - -
0,77815 0,76343 1,18184 0,07918 - - -
0,8451 1
VII. Analisa Percobaan
Pada praktikum kali ini yaitu proses pemisahan dengan menggunakan
metode Absorbsi. Metode absorbsi ini dapat dilakukan pad fluida yang relatifberkonsentrasi rendah maupun yang bersifat konsentrat. Prinsip kerja pada metode
ini yaitu dengan memanfaatkan besarnya difusivitas molekul-molekul gas pada
larutan tertentu yang digunakan.
Percobaan pertama yaitu menggunakan Kolom Kering yang hanya dialiri
udara. Pada saat mengamati, dapat dilihat bahwa semakin besar laju alir udara
maka skala nilai pembacaan pada manometer akan semakin meningkat. Hal inilah
yang mengakibatkan penurunan laju alir udaranya. Secara umum, nilai atau angka
ketinggian dari Manometer dan penurunan laju alir ialah konstan., namun pada
praktikum kali ini tidak karena disebabkan oleh beberapa faktor non teknis seperti
pembacaan nilai manometer yang kurang teliti dll.
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
12/15
Sedangkan untuk percobaan kedua engenai perbedaan tekanan udara
sepanjang kolom dengan laju alir. Berbeda dengan percobaan pertama, kali ini
yang digunakan ialah kolom basah yang dialiri air dan udara. Prinsipnya yaitu
dengan membuat kontak antara air dan udara yang terjadi pada kolom, dimana air
dialirkan dari atas dan gas dialirkan dari kolom bagian bawah. Hal ini dilakukankarena berat jenis dari gas lebih rendah sehingga dialirkan dari bawah dan
memungkinkan untuk gas merambat dengan mudah.
Pada kedua percobaan tersebut, terdapat beberapa hal penting yang dapat
dianalisa dari tabel yang ada, bahwa beberapa dari perbedaan tekanan yang terjadi
(ada yang stabil pada saat peningkatan dan penurunannya) mungkin disebabkan
oleh tidak adanya ruang lalauan untuk zat cair mengalir sehingga lajunya
terhambat. Perlu diperhatikan juga untuk mengamati nilai manometer dengan teliti
untuk meminimalisir kesalahan dalam pengambilan data dan perhitungan.
VIII. Kesimpulan
Dari praktikum yang telah dilakukan maka dapat disimpulkanbahwa :
Penurunan tekanan pada kolom basah lebih besar dibandingkan dengan
penurunan tekanan kering.
Semakin besar laju alir maka semakin besar pula penurunan tekanannya.
Menara isian akan bekerja sesuai dengan sample yang dipakai.
Semakin tinggi laju flow air pada kolom , maka semakin tinggi beda tekanan
udara pada kolom dan menyebabkan terjadinya fluiding.
IX. Daftar Pustaka
Effendi, Sahrul.2012.Petunjuk Praktikum Satuan operasi 2.Palembang: POLSRI
Gambar Alat
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
13/15
Peralatan absorbsi
laju alir udara
(L/menit)
beda tekanan
(Pa)
40 0
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
14/15
60 9,8
80 9,8
100 19,6
120 98
140 294
160 313,6
Laju Alir Beda Tekanan (Pa)
0
50
100
150
200
250
300
350
0 50 100 150 200
beda
tekanan
laju alir udara
grafik laju alir udara vs beda tekanan
Series1
7/21/2019 Lap Tetap Absorbsi 1
15/15
Air
(L/menit
) 20 40 60 80 100 120 140 160
1 0 0 0 9,8 9,8 9,8 98 68,6
2 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 78,4 166,6 490
3 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 294 686 1176
4 9,8 19,6 225,4 9,8 98 1666 3430 4116
5 0 9,8 19,6 9,8 2940 4214 4312 4018
6 235,2 166,6 784 2254 1372 4508 3724 4704
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Beda
tekanan(
Pa)
Laju Alir Air
Grafik Beda Tekanan Vs Laju Alir Air
laju alir air 6,0
laju alir air 5,0
laju alir air 4,0
laju alir air 3,0
laju alir air 2,0
laju alir air 1,0