dehumidifikasi kelompok 4 kelas b

Download Dehumidifikasi Kelompok 4 Kelas b

Post on 26-Nov-2015

100 views

Category:

Documents

6 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

dehumidifikasi.. operasi teknik kimia

TRANSCRIPT

BAB IPENDAHULUAN

Latar BelakangProses 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. Pertimbanganpertimbangan 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 pemanasan udara. Pada proses dehumidifikasi ini terjadi perubahan kalor laten tanpa disertai perubahan kalor sensibel.

Tujuan1. Mengetahui pengertian dehumidifikasi dan prinsip kerja alat dhumidifikasi2. Mengetahui metode-metode pada proses dehumidifikasi3. Mengetahui aplikasi dehumidifikasi

BAB IIPEMBAHASAN

1 PsikometrikDehumidifikasi 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

Dry Bulb Temperature

Gambar 2.2 Dry bulb temperatureGambar 2.3 Suhu bola kering pada psikrometrik chartGambar 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.Relative HumidityHumiditas 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 chartHumidity RatioMerupakan 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 chartWet Bulb TemperatureSuhu bola basah merupakan suhu dimana air pada termometer menguap sehingga termometer akan lebih dingin.

Gambar 2.6 Wet bulb temperature

Metode Dehumidifikasi

Gambar 2.7 Alur proses dehumidifikasi1. Udara ditarik masuk ke dalam unit dengan kipas (fan)2. Udara melewati permukaan yang dingin3. Dikarenakan udaranya menjadi dingin, titik-titik air nya terkondensasi4. Air jatuh ke dalam penampung5. 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 system9. Air Passes back into room 2 degrees Celsius warmer and considerably dryer10. Defrost system automatically de-ices unit as necessary11. Unit mati secara otomatis ketika kontainer penuh12. Saat unit mencapai tingkat kekeringan yang dipilih akan nonaktif secara otomatisDehumidifikasi Berdasarkan PendinginanPada 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 () = (xA - xB) / (xA - xC) = (hA - hB) / (hA - hC) (tA - tB) / (tA - tC)(1)dimana : = contact factorx = specific humidity (kg/kg)h = enthalpy (kJ/kg)t = temperature (oC)\

Bypass Factor (BPF)BPF = (hB - hC) / (hA - hC) = (tB - tC) / (tA - tC) = (xB - xC) / (xA - xC) (2)Hubungan antara contact factor dan bypass factor adalahBPF = 1 - (3)

Heat Flow in a Cooling CoilTotal panas yang melalui koil adalahq = 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 menggunakanqs= v (hA hB)(5)dimanav = volume flow (m3/s) = 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)dimanacp= 1.01 kapasitas panas spesifik udara (kJ/kg oC)

Panas laten dapat dihitung denganqs= m hwe (xA - xB) (7)dimanahwe= 2502 (kJ/kg)

Dehumidifikasi Berdasarkan Pemanasan (Desiccant Dehumidifiers)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.

Gambar 2.9 Pemanasan dan dehumidifikasi Gambar 2.10 Mekanisme desiccant dehumidifierLiquid Spray Tower

Gambar 2.11 Liquid Spray TowerAlat 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.4. Mengurangikebutuhanregenerasiudara.5. Kemampuan penyimpanan energibesar6. Kualitaspengeringmudah dipantaudan disesuaikan.7. Tidak adakemungkinan kebocoranaliran udarasilang.8. Suhu udaradan kelembabandikontrol secara bersamaan.

Kekurangan:Memilikiwaktu yang sulit untuk menjagatingkat kelembabandi bawah 10%.

Solid Packed TowerPrinsip 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 be