BAB II PENDAHULUAN
2.1
Dasar Teori
Absorbsi merupakan salah satu proses pemisahan dengan mengontakkan campu campuran ran gas gas deng dengan an cairan cairan sebag sebagai ai peny penyera erapn pnya ya.. Peny Penyera erap p tert terten entu tu akan akan menyerap setiap satu atau lebih komponen gas. Pada absorbsi sendiri ada dua macam proses, yaitu: 1. Abso Absorb rbsi si fisi fisik k 2. Abso Absorb rbsi si kimi kimiaa Absorb Absorbsi si fisik fisik merupa merupakan kan absorb absorbsi si dimana dimana gas terlaru terlarutt dalam dalam cairan cairan penyerap tidak disertai dengan reaksi kimia. Contoh absorbsi ini adalah absorbsi gas H2S dengan air, metanol, propilen dan karbonat. Penyerapan teradi karena adanya interaksi fisik, difusi gas ke dalam air atau pelarutan gas ke fase cair. !ari asborbsi fisik ini ada beberapa teori untuk menyatakan model mekanismenya, yaitu: 1. "eori ori mod model el film film 2. "eori ori pen penet etra rasi si #. "eori eori permuk permukaan aan yang yang diper diperbah baharu aruii Absorbsi kimia merupakan absorbsi dimana gas terlarut didalam larutan penyerap disertai dengan adanya reaksi kimia. Contoh absorbsi ini adalah absorbsi deng dengan an adany adanyaa larut larutan an $%A, $%A, &a'H &a'H,, ( 2C'#, dan sebaga sebagainy inya. a. Aplik Aplikasi asi dari absorb absorbsi si kimia kimia dapat dapat dium diumpai pai pada pada proses proses penyerap penyerapan an gas C'2 pada pabrik amoniak. Penggunaan absorbsi kimia pada fase kering sering digunakan untuk meng mengel elua uark rkan an )at terla terlaru rutt secar secaraa lebi lebih h sempu sempurn rnaa dari dari campu campuran ran gasny gasnya. a. (euntungan absorbsi kimia adalah meningkatnya koefisien perpindahan massa gas, gas, sebag sebagia ian n dari dari peru peruba baha han n ini ini diseb disebab abka kan n maki makin n besar besarny nyaa luas luas efekt efektif if permukaan. *ntuk memperluas permukaan kontak digunakan kolom isian + packed packed column column dengan kriteria pemilihan packing pemilihan packing sebagai sebagai berikut: 1. $emiliki $emiliki luas luas permukaan permukaan terbasahi terbasahi tiap tiap unit unit -olume -olume yang yang besar besar
2. $emiliki ruang kosong yang cukup besar sehingga kehilangan tekanan kecil #. (arakteristik pembasahan baik . !ensitas kecil agar berat kolom keseluruhan kecil /. "ahan korosi dan ekonomis 'perasi absorbsi gas dalam cairan biasanya dilakukan dalam suatu kolom silinder berunggun +cylindrical packed coloumn. *nggun yang dimaksud merupakan sekumpulan benda padat dengan bentuk dan bahan tertentu yang disusun sedemikian rupa untuk menghasilkan luas permukaan kontak antar fasa gas0liuid yang besar. !alam kolom absorbsi, penyerapan komponen gas oleh cairan mengalir meleati packed bed , biasanya arah aliran fluida berlaanan. Cairan mengalir dari atas dan gas mengalir dari baah +counter current . 3as dan cairan dapat dianalisa untuk mengetahui umlah gas yang diserap. !alam skala laboratorium, peralatan kolom absorbsi gas biasanya sudah dilengkapi dengan peralatan analisa sampel gas + Hempel analysis, maupun analisa cairan +titrasi. Perangkat peralatan analisa gas berisi larutan &a'H yang bereaksi dengan C'2 mengikuti reaksi berikut: C'2 4 2&a'H
&a2C'# 4 H2'
5umlah C'2 yang terserap sebanding dengan pertambahan -olume larutan dalam peralatan tersebut.
2.1.1
Teori Dua Film
Pada umumnya campuran gas yang masuk kedalam kolom absorbsi terdiri atas komponen yang dapat diserap dan gas inert +sukar diserap. Sedangkan cairan yang digunakan bersifat tidak melarut dalam fasa gas. Perpindahan massa solute dari gas menuu cairan teradi dalam tiga langkah perpindahan, transfer massa dari bahan utama gas ke suatu fasa antar muka, transfer massa muka melalui bidang antar muka ke fasa kedua, dan transfer massa dari antar muka ke badan utama cairan +6eis dan 7hitman, 182. !ari 3ambar 2.1 dapat dilihat baha pada kondisi aal, konsentrasi A dalam badan utama gas adalah 9A3 fraksi mol. (etika mulai teradi kontak dengan
cairan, konsentrasi A di daerah interfase menurun hingga9Ai pada interfase menadi 9Al dalam badan utama cairan. Sebagai syarat teradinya perpindahan massa yaitu konsentrasi aal 9A3 dan 9A tidak berada dalam kesetimbangan.
Gambar 2.1 "eori lapisan dua film
Perpindahan massa solute A dari gas ke cairan akan teradi bila terdapat cukup kekuatan gerak +driving force dari satu fasa ke fasa lainnya yang dikenal dengan nama koefisien perpindahan massa. 6au perpindahan massa uga bergantung pada luas permukaan kontak antar fasa. Pada saat teradi perpindahan massa antar fasa tahanan terhadap perpindahan tersebut hanya ada pada bahan utama masing0masing fasa. Sedangkan pada daerah antar muka yang membatasi kedua fasa tidak terdapat tahanan sama sekali sehingga konsentrasi 9Ai dan ; Ai merupakan harga kesetimbangan yang diperoleh dari data kur-a kesetimbangan dari sistem dua fasa tersebut.
2.1.2
Teori penetrasi
"eori penetrasi +Higbie, 18#/ menganggap baha arus putar beralan dari fase bulk ke interface, dan berhenti pada aktu tertentu. Solute dianggap masuk
ke dalam putaran dan menetap pada interface untuk beberapa saat melalui proses difusi molekul secara unsteady state. $odel ini menyatakan baha koefisien perpindahan massa berbanding langsung dengan akar kuadrat difusi-itas molekuler.
2.1.3
Teori Permuaan !an" Diperba#arui
"eori permukaan yang diperbaharui +!anckerts, 18/ menunukkan baha adanya )ona yang mempunyai elemen0elemen permukaan dengan aktu keberadaan yang tak terhingga dan fungsi distribusi umur permukaan. "eori ini dapat membantu kita untuk mem-isualisasikan mekanisme perpindahan massa pada interface dan uga untuk mengetahui ketergantungan difusi-itas molekuler secara eksponensial terhadap koefisien perpindahan massa.
2.2 $olom Absorbsi
'perasi absorbsi merupakan operasi yng menggunakan suatu kolom silinder berunggun. Penyerapan gas oleh cairan meleati packed bed , biasanya arah aliran fluida berlaanan arah, cairan mengalir dari atas dan gas mengalir dari baah. *ntuk lebih lanut, kolom absorbsi terbagi dalam berbagai enis antara lain:
2.2.1
Spray tower Spray tower terdiri dari ruang terbuka dan luas pada tempat gas mengalir
kedalam ruangan tersebut disemprotkan cairan dengan spray nozzle atau alat yang dapat membuat butiran0butiran cairan. Cairan yang akan disemprotkan akan atuh karena gaya gra-itasinya dengan arah aliran cairan dan gas berlaanan. Spray tower pada umumnya digunakan untuk proses pemindahan gas yang mudah larut dalam cairan atau perpindahan massanya dikontrol oleh tahanan fasa gas.
2.2.2
%enara Gelembun"
$enara gelembung pada prinsipnya berlaanan dengan spray tower . 3as didispersikan ke dalam cairan gelembung gas cukup kecil sehingga kontak antara fasanya menadi besar. $enara gelembung digunakan dalam sistem dengan tahanan pada fase cairan yang mengontrol kecepatan perpindahan massa secara keseluruhan. (ondisi ini teradi untuk gas0gas yang tidak mudah larut.
2.2.3
Gambar 2.2 Spray "oer %enara Ba#an Isian
$enara bahan isian adalah menara tegak yng diisi dengan bahan isian + packing .
Gambar 2.3 $enara 3elembung
didistribusikan ke kelompok bahan isian dan mengalir ke baah pada pemakaian bahan isian dalam bentuk lapisan tipis. 3as umumnya mengalir ke atas berlaanan arah dengan aliran cairan. Sehingga luas kontak antar fasa menadi cukup besar.
Gambar 2.& $enara bahan isian
2.2.&
%enara 'en"an Pelat
Menara dengan pelat dapat berupa bubble cap atau sieve tray . Pada tiap-tiap pelat, gelembung gas yang terbentuk di dasar cairan dengan cara memaksa gas melewati lubang-lubang yang
kecil.
Perpindahan
massa
antar
fase
terjadi
saat
pembentukan gelembung dan saat gelembung gas melewati cairan.
2.3 Absorben
Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan diabsorbsi pada permukaannya, baik secara sik maupun secara reaksi kimia. Absorben sering juga disebut sebagai cairan pencuci. Beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh absorben adalah sebagai berikut
Gambar 2.( $enara pelat
!. Memiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorbsi yang besar, tujuannya agar gas yang berada dalam campurannya dapat diserap oleh absorban dengan baik. ". Memiliki tekanan uap yang rendah, hal ini diperlukan agar absorban yang digunakan tidak mudah menguap. #ika absorban mudah menguap maka absorban tersebut akan mudah teruapkan dan ikut bersama campuran gas yang akan dipisahkan. $. %idak korosi, hal ini dimaksudkan agar kolom absorbsi dapat digunakan dalam jangka panjang. &. Mempunyai 'iskositas yang rendah, agar absorban dapat mengalir dan dapat terkontakan dengan campuran yang akan dipisahkan. (. Murah dalam pembeliannya agar menghemat biaya dalam operasi absorbsi gas. ). %idak beracun, tidak mudah terbakar, stabil, dan memiliki titik beku yang rendah *%reybal,!+$ DAFTA) PU*TA$A
!anckerts, P.= dan (ennedy, <.%. 18/. Transaction of the Institution of Chemical Engineers. Cambridge. Higbie, >. 18#/. Transaction of the Institution of Engineering . &e 9ork. 6eis, 7. ( dan 7hitman, 7. 3. 182. Industrial and Engineering Chemistry. Cambridge.
%im Penyusun. "!. Penuntun Praktikum Laboratorium Teknik Kimia II. Pekanbaru. Program /tudi /-! %eknik 0ima, 1akultas%eknik, 2ni'ersitas 3iau. "reybal, >obert. P. 18?@. Mass Transfer perations. #th edition $c.3ra0Hill nternational. &e 9ork.
