BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proses pengondisian udara merupakan proses perlakuan terhadap kondisi

suatu udara untuk mengatur suhu, kelembaban dan proses pendistribusiannya

sehingga dicapai kondisi nyaman yang dibutuhkan oleh penghuni yang berada di

dalam suatu ruangan. Pengondisian udara pada tempat-tempat yang memiliki

udara yang panas dan lembab sangat dibutuhkan. Hal ini dilakukan mengingat

faktor kenyamanan yang dirasakan oleh penghuninya.

Pengaturan kelembaban kini bukan hanya dipakai untuk kenyamanan

belaka namun dipakai dalam berbagai proses seperti pengeringan. Sasaran utama

yang hendak dicapai dalam pengondisian udara adalah penurunan kelembaban dan

kelembaban relatif berkisar 40-70%. Udara dengan kelembaban tinggi, kuantitas

uap airnya juga sangat tinggi akan berpotensi terjadinya korosi. Selain itu, udara

yang lembab juga menyebabkan bakteri tumbuh subur sehingga dapat merusak

kesehatan.

Peralatan yang telah dikembangkan untuk tujuan ini secara konvensional

adalah memakai koil pendingin. Namun dengan penurunan kelembaban secara

konvensional memiliki beberapa kekurangan yaitu terjadi pengumpulan air

kondensasi yang dapat menimbulkan masalah lain seperti :pertumbuhan bakteri,

energi juga sangat besar jika menggunakan sistem pendingin konvensional.

Pertimbangan–pertimbangan yang harus dimiliki oleh alat pengondisian

udara adalah hemat energi, tujuan pengondisian udara terpenuhi dan yang paling

terpenting adalah ramah lingkungan.Oleh sebab itu, perlu dicari solusi yang

terbaik sebagai alternatif untuk sistem penurunan kelembaban yang selain hemat

energi juga ramah lingkungan.

Dehumidifikasi adalah proses pengurangan kandungan air dalam udara.

Pemanasan dalam dehumidifikasi bertujuan untuk menguapkan sejumlah air

dalam udara proses. Dehumidifikasi dapat terjadi pada pendinginan maupun

1

pemanasan udara. Pada proses dehumidifikasi ini terjadi perubahan kalor laten

tanpa disertai perubahan kalor sensibel.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui pengertian dehumidifikasi dan prinsip kerja alat

dhumidifikasi

2. Mengetahui metode-metode pada proses dehumidifikasi

3. Mengetahui aplikasi dehumidifikasi

2

BAB II

PEMBAHASAN

1.3 Psikometrik

Dehumidifikasi adalah proses kimia yang menurunkan jumlah uap air

dalam udara sehingga terjadi penurunan entalpi dan ratio kelembaban. Pada proses

ini terjadi perubahan kalor laten tanpa disertai perubahan kalor sensibel.

Contohnya pada proses pembuatan H2SO4, proses pengeringan dari padatan yang

mengandung kadar air, dan lain-lain..Hal ini berkaitan erat dengan kelembaban

udara. Psikrometrik adalah ilmu yang membahas mengenai kelembaban udara

dengan variabel dry bulb temperature, relative humidity, humidity ratio dan wet

bulb temperature.

Gambar 2.1 Grafik Psikometrik

3

1.3.1 Dry Bulb Temperature

Gambar 2.2 Dry bulb temperature Gambar 2.3 Suhu bola

kering pada psikrometrik

chart

Gambar 2.2 menunjukkan suhu bola kering (dry bulb) udara.Suhu bola

kering adalah suhu normal yang diukur termometer.Suhu bola kering disebut juga

suhu sensibel.Suhu bola kering berada pada sisi horizontal pada psikrometrik

chart.

1.3.2 Relative Humidity

Humiditas relatif adalah kandungan kelembaban dalam udara pada suhu

tertentu.Humiditas relatif terpengaruh oleh suhu. Ketika suhu naik maka

humiditas relatif akan berkurang.

Gambar 2.4 Humiditas relatif pada psikrometrik chart

4

1.3.3 Humidity Ratio

Merupakan perbandingan berat uap air yang ada dalam udara.Berat yang

diukur menggunakan satuan grains. Tujuh ribu grains sama dengan satu pound.

Misalnya diketahui humiditas spesifik 55 grains uap air per pound udara.Ini

berarti dalam 1 pound udara terdapat 55 grains uap air dan 6945 udara.Spesifik

humidity terdapat pada garis vertikal pada psikrometrik chart.

Gambar 2.5 Spesifik rasio pada psikrometrik chart

1.3.4 Wet Bulb Temperature

Suhu bola basah merupakan suhu dimana air pada termometer menguap

sehingga termometer akan lebih dingin.

Gambar 2.6 Wet bulb temperature

5

1.4 Metode Dehumidifikasi

Gambar 2.7 Alur proses dehumidifikasi

1. Udara ditarik masuk ke dalam unit dengan kipas (fan)

2. Udara melewati permukaan yang dingin

3. Dikarenakan udaranya menjadi dingin, titik-titik air nya terkondensasi

4. Air jatuh ke dalam penampung

5. Udara dipanaskan kembali dengan sistem pemulihan panas

6. Udara dilewatkan kembali ke dalam ruangan bersuhu 2oC lebih hangat dan

7. Pencairan sistem otomatis Unit pembentukan es kembali

8. Air is re-heated by the heat recovery system

9. Air Passes back into room 2 degrees Celsius warmer and considerably

dryer

10. Defrost system automatically de-ices unit as necessary

11. Unit mati secara otomatis ketika kontainer penuh

12. Saat unit mencapai tingkat kekeringan yang dipilih akan nonaktif secara

otomatis

1.4.1 Dehumidifikasi Berdasarkan Pendinginan

6

Pada saat udara dikontakkan dengan koil pendingin pada suhu dibawah

dew point udara maka pada saat yang samadry bulb temperatur udara mulai

berkurang. Ketika suhu mencapai dew point udara maka uap air mulai

terkondensasi membentuk embun.Kandungan uap air dalam udara menjadi

berkurang karena terjadi dehumidifikasi pada saat pendinginan udara. Gambar 2.2

menunjukkan pada proses pendinginan dan dehumidifikasi udara, dry bulb, wet

bulb temperature dan entalpi berkurang.

Gambar 2.8 Pendinginan dan dehumidifikasi

Contact Factor (β)

β = (xA - xB) / (xA - xC)

    = (hA - hB) / (hA - hC)

   ≈ (tA - tB) / (tA - tC) (1)

dimana :

β = contact factor

x = specific humidity (kg/kg)

h = enthalpy (kJ/kg)

t = temperature (oC)\

Bypass Factor (BPF)

7

BPF = (hB - hC) / (hA - hC)

    = (tB - tC) / (tA - tC)

    = (xB - xC) / (xA - xC)                  (2)

Hubungan antara contact factor dan bypass factor adalah

BPF = 1 - β                (3)

Heat Flow in a Cooling Coil

Total panas yang melalui koil adalah

q = m (hA - hB)                (4)

dimana :

q = heat flow rate (kJ/s, kW)

m = mass flow rate of air (kg/s)

Total panas pada koil dapat juga dihitung menggunakan

qs = v ρ (hA – hB) ( 5)

dimana

v = volume flow (m3/s)

ρ = massa jenis udara (kg/m3)

Panas total terbagi menjadi panas sensibel dan panas laten. Panas sensibel dapat

dihitung menggunakan

qs = m cp (tA - tB)                (6)

dimana

cp = 1.01 – kapasitas panas spesifik udara (kJ/kg oC)

Panas laten dapat dihitung dengan

qs = m hwe (xA - xB)                (7)

dimana

hwe = 2502 (kJ/kg)

1.4.2 Dehumidifikasi Berdasarkan Pemanasan (Desiccant Dehumidifiers)

8

Bila panas yang masuk akal diterapkan untuk peningkatan suhu udara.

Namun, tidak ada perubahan dalam isi kelembaban udara. Efek ini ditunjukkan

pada grafik psychrometric sebagai garis horizontal lurus mulai dari kiri dan

memperluas ke kanan. reaksi pengikatan uap air oleh molekul akan meningkatkan

dry bulb temperature dan menghasilkan panas/energy. Dewpoint tetap tidak

berubah , RH diturunkan namun kelembaban udara tetap tidak berubah .

Metode ini memanfaatkan sifat higroskopis suatu molekul. Molekul yang

bersifat higroskopis akan menyerap air dari udara pada tekanan uap yang rendah.

Syarat utama yang harus dipenuhi suatu molekul adalah molekul tersebut haruslah

dingin dan kering.Mekanisme penyerapan air dari udara oleh suatu molekul

higroskopis adalah sebagai berikut.

Pertama molekul menyerap air dari udara (poin 1).Hal ini disebabkan

tekanan uap molekul yang lebih rendah dari sekitar.Selanjutnya terjadi

perpindahan air ke molekul yang menghasilkan panas dan menyebabkan kenaikan

tekanan uap. Saat ini tekanan uap molekul sama dengan sekitar. Oleh karena itu,

molekul tidak dapat menyerap air lebih banyak lagi dari udara (poin 2).Kemudian

molekul dipanaskan (poin 3) sehingga tekanan uap lebih tinggi dari sekitar dan air

yang ada dalam molekul tadi berpindah ke udara (aliran yang berbeda). Dalam

keadaan ini molekul telah kering, akan tetapi tekanan uapnya masih tinggi

sehingga perlu dilakukan pendinginan untuk menurunkan tekanan uapnya. Pada

proses ini, reaksi pengikatan uap air oleh molekul akan meningkatkan dry bulb

temperature dan menghasilkan panas/energi seperti terlihat pada Gambar 2.9.

9

Gambar 2.9 Pemanasan dan dehumidifikasi

Gambar 2.10 Mekanisme desiccant dehumidifier

10

1.4.3 Liquid Spray Tower

Gambar 2.11 Liquid Spray Tower

Alat ini bekerja berdasarkan prinsip desiccant.Molekul higroskopis dapat

berfasa cair maupun padat.Udara (biasanya disebut udara proses) dikontakkan

dengan cairan yang disemprotkan dari atas sehingga uap air dalam udara dapat

diserap molekul cairan. Penyemprotan ini berlangsung berulang-ulang hingga

cairan jenuh oleh uap air (ditunjukkan oleh indikator). Selanjutnya cairan

dipindahkan ke kolom kanan pada Gambar 2.9, dipanaskan sehingga tekanan

uapnya lebih tinggi dari sekitar dan uap air lepas ke udara (udara

reaktivasi).Kemudian cairan didinginkan agar tekanan uapnya kembali rendah.

Liquid spray towerdehumidifiers memiliki beberapa karakteristik unik

yang menguntungkan. Dehumidifikasi adalah termodinamika cukup elegan,

karena pengering hanya dipanaskan atau didinginkan ke titik minimum yang

diperlukan untuk mencapai dehumidifikasi yang diperlukan. Ketika proses

membutuhkan kelembaban konstan dan udara masuk kering, air dapat

ditambahkan untuk solusi pengering sehingga kondisioner akan bertindak sebagai

humidifier bukan Dehumidifier.

Keuntungan:

1. Kapasitas aliranudarabesar.

2. Desainmodular.

3. Menyediakandekontaminasimikrobiologi.

11

4. Mengurangikebutuhanregenerasiudara.

5. Kemampuan penyimpanan energibesar

6. Kualitaspengeringmudah dipantaudan disesuaikan.

7. Tidak adakemungkinan kebocoranaliran udarasilang.

8. Suhu udaradan kelembabandikontrol secara bersamaan.

Kekurangan:

Memilikiwaktu yang sulit untuk menjagatingkat kelembabandi bawah 10%.

1.4.4 Solid Packed Tower

Prinsip kerjanya hampir sama dengan liquid spray tower. Pada desiccant

padat, bukan molekulnya yang dipindahkan untuk pemanasan tetapi udara proses

yang dialihkan ke kolom lain. Pertama, udara proses dikontakkan dengan padatan

molekul. Setelah padatan jenuh, maka udara dialirkan ke luar.Kolom pertama tadi

dialirkan udara reaktivasi yang berasal dari kolom kedua.Selanjutnya kolom

dipanaskan sehingga uap air dapat berpindah dari padatan ke udara reaktivasi.

Gambar 2.12 Solid Packed Tower

12

1.4.5 Rotating Horizontal Bed

Alat ini berputar diantara udara proses dan udara reaktivasi. Ketika pada

udara proses maka uap air dari udara berpindah ke molekul. Lalu roda berputar ke

arah udara reaktivasi dimana uap air dari padatan dipindahkan dengan

pemanasan.Selanjutnya molekul kembali didinginkan sementara roda terus

berputar.

Gambar 2.13 Rotating horizontal bed

1.4.6 Multiple Vertical Bed

Seperti solid packed tower, desain ini dapat mencapai dewpoints karena

kebocoran antara proses dan sirkuit reaktivasi udara diminimalkan. Juga karena

unggun yang terpisah dari satu sama lain, perbedaan tekanan antara proses dan

reaktivasi tidak begitu penting, sehingga airstreams dapat diatur dalam pola

counterflow dan lebih efisien untuk panas yang lebih baik dan transfer massa. Jadi

dibandingkan dengan rotating horizontal bed, multiple vertical bedcenderung

lebih mahal, dan dapat memerlukan lebih banyak pemeliharaan.

13

Gambar 2.14 Multiple Vertical Bed

1.4.7 Rotating Honeycomb

Desain lain Dehumidifier adalah menggunakan rotating honeycombe untuk

pengering pada proses danairstreamsre aktivasi. Hal ini kadang-kadang disebut

DEW(roda pengering). Pengering dibagi seperti struktur semi-keramik, yang

menyerupai karton bergelombang yang telah digulung menja dibentuk roda. Roda

berputar perlahan-lahan antara proses danairstreamsreaktivasi.

Gambar 2.15 Rotating Honeycombe

14

1.5 Aplikasi Proses Dehumidifikasi

1.5.1 Korosi

Korosi biasanya terjadi pada logam besi dan baja. Korosi atau perkaratan

pada logam tersebut tidak akan terjadi apabila nilai humiditas relatif berada

dibawah 50%. Dewasa ini dehumidifikasi lebih sering digunakan untuk

melindungi logam dari perkaratan. Dehumidifikasi cukup efisien dan lebih murah

daripada proses painting yang biasa dilakukan untuk melapisi logam.

Gambar 2.16 Korosi pada logam

1.5.2 Kondensasi

Kondensasi adalah perubahan suatu zat (biasanya air) dari fasa uap

menjadi cair. Kondensasi tidak akan terjadi apabila dew point berada dibawah

suhu permukaan.

15

Gambar 2.17 Kondensasi pada permukaan logam

1.5.3 Pembentukan Es

Es tidak akan terbentuk apabila kontak udara dengan es memiliki dew

point yang lebih rendah dari suhu permukaan. Pembentukan es terkadang

merupakan masalah pada beberapa proses, misalnya pada cold storage.

Pembentukan es pada cold storage menyebabkan terjadinya penurunan efisiensi

dalam proses pendinginan. Oleh karena itu, diperlukan suatu proses yang dapat

menghambat pembentukan es seperti dehumidifikasi.

Gambar 2.18 Pembentukan es

1.5.4 Handling of Hygroscope Materias

Material higroskopis memerlukan penanganan yang ekstra (karena dapat

dengan mudah meyerap air) dalam pendistribusian dari produsen ke

konsumen.Pendistribusian ini dapat berjalan lancar apabila material tersebut

dijaga pada humiditas relatif yang rendah.

16

Gambar 2.19 Higroskopis material

1.5.5 Drying Building

Bangunan-bangunan yang memiliki tingkat kelembaban yang tinggi

memerlukan proses dehumidifikasi. Pada beberapa kasus, embun yang terdapat

dalam bangunan dihilangkan dengan pemanasan. Akan tetapi perlu diketahui

bahwa pemanasan hanya akan memindahkan embun ke bagian lain dalam

bangunan tersebut. Pemanasan juga menghabiskan biaya yang besar sehingga

dehumidifikasi muncul sebagai metode yang efisien dengan penggunaan energi

yang kecil.

Gambar 2.20 Drying building

1.5.6 Pembentukan Jamur

17

Pembentukan jamur dapat dicegah apabila kondisi udara memiliki

humiditas relatif dibawah 70%.Hal ini sangat penting dilakukan mengingat

beberapa material seperti kayu dapat ditumbuhi jamur pada kelembaban udara

yang tinggi.

Gambar 2.21 Jamur pada kayu

1.5.7 Pemusnahan Bakteri

Bakteri membutuhkan kelembaban untuk melangsungkan hidup.Jika

kelembaban udara rendah maka pertumbuhan bakteri terhambat.Dengan

dehumidifikasi, bakteri-bakteri yang merugikan dapat dimusnahkan.

Gambar 2.22 Pertumbuhan bakteri

18

BAB III

PENUTUP

1.6 Kesimpulan

1. Dehumidifikasi adalah proses pengurangan kadar air dalam udara dengan

pemanasan yang bertujuan untuk menguapkan sejumlah air dalam udara

proses.

2. Metode-metode dehumidifakasi adalah Dehumidifikasi berdasarkan

pendinginan, Dehumidifikasi berdasarkan pemanasan (Desiccant

Dehumidifiers), Liquid spray tower, Solid packed tower, Rotating

horizontal bed, Multiple vertical bed, dan Rotatinghoneycomb.

3. Aplikasi Proses Dehumidifikasi yaitu pada peristiwa Korosi, Kondensasi,

Pembentukan Es, Handling of Hygroscope Materials, Drying Building,

Pembentukan Jamur, Pemusnahan Bakteri

1.7 Saran

Pembaca dapat memilih dengan tepat alat dehumidifier dan lebih

mempelaari metode-metode dehumidifikasi

19

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Cooling-heating equations.

[http://www.engineeringtoolbox.com/cooling-heating-equations-

d_747.html.] Diakses 18 September 2013

Anonim. Dehumidifier.

[http://www.way-technovation.com/Dehumidifier/introduc.html] Diakses

16 September 2013

Anonim, how to use the psychrometric chart [www.mp-int.com/documents/ Psych

% 20Chart%20Instructions.pdf] Diakses 24 September 2013

Anonim.Process control. [http://www.angelfire.com /ak5/process control/

humidity. html] Diakses 16 September 2013

Anonim. Psychrometric chart.

[http://www.engineeringtoolbox.com/psychrometric-chart-mollier-

d_27.html] Diakses 16 September 2013

20

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1

1.1 Latar Belakang..........................................................................................1

1.2 Tujuan........................................................................................................2

BAB II PEMBAHASAN.........................................................................................3

2.1 Psikometrik................................................................................................3

2.1.1 Dry Bulb Temperature..........................................................................4

2.1.2 Relative Humidity..................................................................................4

2.1.3 Humidity Ratio......................................................................................5

2.1.4 Wet Bulb Temperature..........................................................................5

2.2 Metode Dehumidifikasi.............................................................................6

2.2.1 Dehumidifikasi Berdasarkan Pendinginan............................................6

2.2.2 Dehumidifikasi Berdasarkan Pemanasan (Desiccant Dehumidifiers). .9

2.2.3 Liquid Spray Tower.............................................................................11

2.2.4 Solid Packed Tower.............................................................................12

2.2.5 Rotating Horizontal Bed.....................................................................13

2.2.6 Multiple Vertical Bed..........................................................................13

2.2.7 Rotating Honeycomb...........................................................................14

2.3 Aplikasi Proses Dehumidifikasi..............................................................15

2.3.1 Korosi..................................................................................................15

2.3.2 Kondensasi..........................................................................................15

2.3.3 Pembentukan Es..................................................................................16

2.3.4 Handling of Hygroscope Materias......................................................16

2.3.5 Drying Building...................................................................................17

2.3.6 Pembentukan Jamur............................................................................17

2.3.7 Pemusnahan Bakteri............................................................................18

BAB III PENUTUP................................................................................................19

3.1 Kesimpulan..............................................................................................19

3.2 Saran........................................................................................................19

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................20

21