TUGAS MAKALAH

PERALATAN INDUSTRI PROSES

Oleh :

KATRINA PUTRI

META MEDIANA 0609 3040 0350

M. FARHAN

Kelas 3 KB

DOSEN PEMBIMBING : Ir. Jaksen M. Amin, M.Si

TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PERIODE 2010 / 2011

BAB I

PENDAHULUAN

Mengingat kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini sangat pesat

dimana peralatan – peralatan modern diciptakan untuk mempermudah dan

mempercepat suatu proses dan kerja di pabrik. Dalam rangka memenuhi permintaan

pasar maka peningkatan efisien pada industri sudah merupakan suatu keharusan yang

tidak dapat ditunda lagi. Pada saat sekarang ini perkembangan teknik instrument

mengalami peningkatan yang begitu pesat. Kebutuhan pemakaian instrument tidak

hanya sebagai pengukuran tetapi juga sebagai pengendali karena kedua fungsi

tersebut erat kaitannya satu dengan lainnya. Peralatan instrument umumnya berguna

untuk membantu jalannya proses produksi, sedangkan peralatan sensor pada

khususnya adalah berfungsi sebagai monitoring dari peralatan – peralatan yang vital.

Salah satu contoh adalah Dryer. Tentu saja alat pengering ini berhubungan dengan

proses humidifikasi dan dehumidifikasi.

Dalam tulisan ini dibahas mengenai jenis-jenis alat pengeringan. Selain itu

juga dibahas mengenai proses humidifikasi dan dehumidifikasi, serta hal-hal yang

berhubungan seperti temperature bola basah dan bola kering, humiditas. Dengan

demikian dapat menentukan uap air dalam aliran gas dan untuk mengurangi uap air

dalam aliran gas.

Penggunaan yang paling luas dari proses humidifikasi dan dehumidifikasi

menyangkut system udara air. Contoh paling sederhana adalah pengeringan padatan

basah dengan pengurangan jumlah kandungan air sebagai tujuan utama dan

dehumidifikasi aliran gas sebagai efek sampingan.

Pemakaian AC dan pengeringan gas juga menggunakan proses humidifikasi

dan dehumidifikasi. Sebagai contoh kandungan uap air harus dihilangkan dari gas

klor basah, sehingga gas ini bias digunakan pada peralatan baja untuk menghindari

korosi. Demikian juga pada proses pembuatan asam sulfat, gas yang digunakan

dikeringkan sebelum masuk ke konventor bertekanan yaitu dengan jalan melewati

pada bahan yang menyerap air (dehydrating agent) seperti silica gel, asam sulfat

pekat, dan lain-lain.

BAB II

ISI

HUMIDIFIKASI DAN DEHUMIDIFIKASI

Psikrometrik merupakan ilmu yang mempelajari hubungan antara sifat fisik

dan termal dalam campuran udara. Psikrometrik juga merupakan media identifikasi

campuran udara yang dapat dimodifikasi sebagai output dari proses pengendalian

iklim, untuk menyediakan kenyamanan bagi manusia, hewan, tanaman, maupun

proses-proses industri (Badan Standarisasi Nasional, 2001).

Termodinamika Udara

Udara merupakan campuran gas-gas, termasuk di antaranya udara kering dan

uap air, yang berada di zona atmosfer bumi (http://www.wikipedia.org, 2008a).

Karakteristik udara yang efektif terhadap kehidupan ternak, dicirikan dengan

ketersediaan oksigen dalam jumlah yang mencukupi, tanpa disertai gas-gas lain yang

berdampak negatif bagi ternak. Identifikasi termodinamika udara merupakan

kegiatan pengondisian udara sebagai bentuk pengendalian iklim pada bangunan

dalam menyediakan kenyamanan bagi manusia, hewan, tanaman, maupun proses-

proses industri (http://www.taftan.com, 1998). Menurut Zain dkk. (2005), terdapat

delapan sifat termodinamika untuk mengidentifikasi udara.

A. Pengertian Humidifikasi Dan Dehumidifikasi

Proses humidifikasi merupakan suatu proses yang diperlukan untuk

menentukan uap air dalam aliran gas. Sebaliknya, Dehumidifikasi merupakan

suatu proses untuk mengurangi uap air dalam aliran gas.

B. Rangkaian Proses

Proses Humidifikasi dengan proses Dehumidifikasi mempunyi

perbedaan, adapun perbedaan antara proses humidifikasi dengan

dehumidifikasi sebagai berikut:

1. Proses humidifikasi, merupakan suatu proses yang dapat menambah

kadar air dalam gas. Dalam prosesnya ada dua cara yaitu dengan

pemanasan dan tanpa pemanasan. Arah aliran kedua proses tersebut

berbeda tergantung bagaimana kita dapat mengatur buka tutupnya valve.

Pada proses ini, gas dikontakan dengan air yang berada di dalam labu

secara counter current dimana air mengalir dari atas dan gas/udara

menngalir ke atas dari bawah, dengan laju alir sirkulasi air tertentu. Data

yang diambil dari percobaan ini seperti, suhu air di dalam labu, suhu gas

masuk, suhu gas keluar, dan beda tekanan di dalam labu.

2. Proses Dehumidifikasi, yang merupakan proses pengurangan kadar air

dalam gas, sama dengan proses humidifikasi mempunyai dua cara proses,

yaitu dengan pemanasan dan tanpa pemanasan. Kesemuanya itu tergantuk

cara mengatur valve yang ada. Pada proses ini, gas dilewatkan pada

sebuah kolom yang yang didalamnya terdapat zat penyerap (absorbent)

dan juga dengan memperbesar tekanan. Data yang diambil pada

percobaan ini seperti, suhu gas masuk, suhu gas keluar, beda tekanan

pada kolom (DP), dan suhu keluaran kolom bagian (A, B, C, dan D) yang

menempel pada kolom.

Penggunaan yang paling luas dari proses humidifikasi dan dehumidifikasi

menyangkut system udara air. Contoh paling sederhana adalah

pengeringan padatan basah dengan pengurangan jumlah kandungan air

sebagai tujuan utama dan dehumidifikasi aliran gas sebagai efek

sampingan.

Pemakaian AC dan pengeringan gas juga menggunakan proses

humidifikasi dan dehumidifikasi. Sebagai contoh kandungan uap air harus

dihilangkan dari gas klor basah, sehingga gas ini bisa digunakan pada

peralatan baja untuk menghindari korosi. Demikian juga pada proses

pembuatan asam sulfat, gas yang digunakan dikeringkan sebelum masuk

ke konventor bertekanan yaitu dengan jalan melewati pada bahan yang

menyerap air (dehydrating agent) seperti silica gel, asam sulfat pekat, dan

lain-lain.

C. Faktor –Faktor Yang Mempengeruhi

1. Konsep Udara Lembab

Campuran gas-uap memiliki peran penting di alam dan peralatan

teknik. Misalnya keadaan udara lingkungan dalam bahasan meterologi.

Contoh pada peralatan teknik misalnya proses yang terjadi pada klimatisasi,

pengeringan, pembakaran dan pembersihan gas buang.

Gambar 3 1: Sketsa sistem udara lembab

Campuran udara lembab dipandang sebagai campuran dua komponen yaitu

komponen inert yang berupa udara kering dan komponen yang dapat terkondensasi

yaitu uap air (Gambar 3-1).

Udara dalam campuran udara lembab memiliki kemampuan untuk menyerap

uap air yang amat tergantung pada suhu dan tekanan. Makin tinggi suhu akan

semakin besar kemampuan serapan tersebut. Kondisi dimana kapasitas serapan uap

air maksimal pada suhu dan tekanan tertentu dinamakan dengan kondisi jenuh.

Gambar 3-2: Udara lembab pada Diagram T-s

Campuran udara lembab dipandang sebagai dua komponen gas yaitu bagian yang

tidak kondensasi (yang dinyatakan sebagai udara kering) dan komponen yang dengan

mudah terkondensasi (uap air).

2. Volume Spesifik Udara Lembab

Volume spesifik udara lembab dibedakan menjadi dua jenis, sifat spesisik

terhadap massa total (v) dan sifat spesifik terhadap massa udara kering (vx).

Sifat spesifik berbasis massa dari udara kering (vx).

3. Densitas Udara Lembab

Jumlah uap air akan mempengaruhi densitas dari campuran udara lembab.

Uap air merupakan gas ringan jika dibandingkan dengan oksigen dan

nitrogen. Udara kering lebih rapat dibanding udara lembab.

4. Besaran Humiditas

Humiditas (Kelembaban) adalah nilai kuantitas air yang terkandung dalam

udara lembab. Nilai tersebut dapat ditampilkan sebagai Humiditas absolut

(mv) , Rasio Humiditas (xv) dan Humiditas relativ ().

Humiditas absolut mv: total massa uap air yang terkandung dalam suatu

sistem campuran udara lembab dalam suatu kuantitas volume tertentu.

Humiditas relatif (lebih dikenal dalam meteorologi sebagai relative humidity

– RH) adalah nilai perbandingan antara tekanan parsial uap air aktual

terhadap tekanan parsial uap air pada keadaan saturasi dengan suhu yang

sama (suhu tabung kering).

Rasio humiditas (Humiditas spesifik) xv didefinisikan sebagai rasio jumlah

massa air yang terkandung dalam setiap satuan massa udara kering. Rasio

humiditas dalam udara lembab memiliki nilai antara xv = 0 (udara kering)

dan nilai maksimum xv = xvs (udara saturasi atau jenuh).

Kelembaban Relatif

Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban relatif atau relative humidity (RH)

merupakan salah satu sifat termodinamika udara yang menyatakan perbandingan

tekanan uap parsial (Pv) terhadap tekanan uap jenuh (Pvs), pada suhu konstan.

Kelembaban relatif merupakan hasil perbandingan antara massa aktual uap air dari

campuran udara terhadap massa uap air yang menjadi jenuh pada suhu yang sama,

yang dinyatakan dalam satuan %. Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban relatif

dapat didekati dengan persamaan :

Keterangan :

RH = Kelembaban relatif (%)

Pv = Tekanan uap parsial (kPa)

Pvs = Tekanan uap jenuh (kPa)

Kelembaban Mutlak

Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban mutlak atau rasio kelembaban (W) adalah

massa uap air (mu) yang terkandung dalam udara lembab per satuan massa udara

kering (ma), yang dapat didekati dengan persamaan berikut :

Keterangan :

W = Kelembaban mutlak (kguap air/kgudara kering)

Pv = Tekanan uap parsial (kPa)

Pvs = tekanan uap jenuh (kPa)

5. Suhu Udara Lembab

Suhu tabung kering - dry bulb - atau dapat cukup disebut sebagai suhu udara,

merupakan indikasi kandungan kalor dari campuran. Dinamakan suhu udara kering

karena pada pengukuran tidak dipengaruhi oleh uap air yang ada. Pengukuran

dilakukan dengan termometer yang terlindungi dari radiasi dan uap air. Suhu

tabung basah - wet bulb - adalah suhu pada kondisi jenuh adiabat, diukur dengan

termometer yang diselubungi dengan kain basah. Proses penguapan terjadi

dengan mengabsorpsi kalor laten, sehingga suhu tabung basah selalu lebih rendah

dari suhu tabung kering. Keduanya akan sama pada keadaan humiditas 100%. Titik

Embun - dew point - adalah suhu dari campuran udara lembab dimana uap air

yang terkandung mulai terjadi pengembunan. Jika suhu udara mendekati titik

embun maka humiditas relativ tinggi, dan jika suhu udara jauh lebih tinggi maka

nilai humiditas relativ rendah.

6. Suhu Bola Kering

Suhu bola kering atau dry bulb temperature (Tdb) merupakan suhu campuran

udara kering dan uap air yang diukur melalui skala termometer raksa secara

langsung (http://www.taftan.com, 1998). Suhu udara bola kering tidak

dipengaruhi oleh jumlah uap air yang terkandung dalam udara. Menurut Zain

dkk. (2005), dalam proses kesetimbangan kalor, suhu bola kering

memengaruhi intensitas kalor yang diproduksi melalui penguapan

(respirasi/evaporasi) maupun melalui konveksi, salah satunya dari sistem

ventilasi.

7. Suhu Bola Basah

Suhu bola basah atau wet bulb temperature (Twb) merupakan suhu dimana

kesetimbangan terjadi antara campuran udara dengan uap air. Suhu bola

basah akan dicapai, jika udara secara adiabatis telah jenuh oleh penguapan

uap air (Zain dkk., 2005). Menurut http://www.taftan.com (1998),

pengukuran suhu bola basah dapat dilakukan melalui termometer raksa yang

terbalut kain basah pada ujung sensornya, dengan tujuan untuk mengurangi

efek radiasi di dalam udara.

Tekanan Uap Parsial

Tekanan uap parsial (Pv) dihasilkan oleh molekul uap air yang terkandung di dalam

udara lembab, pada suhu yang sama. Apabila udara mencapai kondisi jenuh, maka

tekanan uap tersebut disebut tekanan uap jenuh (Pvs) (Zain dkk., 2005). Menurut

http://www.taftan.com (1998), tekanan uap parsial dapat didekati dengan

persamaan :

Pendugaan tekanan uap jenuh dapat didekati dengan persamaan :

Keterangan :

Pv = Tekanan uap parsial (kPa)

Pvs = Tekanan uap jenuh (kPa)

Pa = Tekanan atmosfer (101,3238 kPa)

Tdb = Suhu bola kering (ºC)

Twb = Suhu bola basah (ºC)

Entalpi

Entalpi (h) merupakan sifat termal dari campuran udara dan uap air yang

menunjukkan intensitas kalor total, yang terdiri dari kalor sensibel dan kalor laten

dalam udara lembab per satuan massa udara kering, di atas suhu acuan (kJ/kgudara

kering). Menurut Zain dkk. (2005), entalpi spesifik untuk satu kg udara kering dapat

didekati dengan persamaan :

Keterangan :

h = Entalpi (kJ/kg)

Tdb = Suhu bola kering (ºC)

W = Kelembaban mutlak (kguap air/kgudara kering)

Volume Spesifik

Volume spesifik (v) merupakan volume udara di dalam ruangan yang diisi oleh satu

kg udara kering (m3/kgudara kering). Menurut Zain dkk. (2005), volume spesifik udara

dapat didekati dengan persamaan berikut :

Keterangan :

v = Volume spesifik (m3/kgudara kering)

P = Tekanan atmosfer (101,3238 kPa)

R = Tetapan gas (8.314.041 J/kg.mol.K)

Tdb = Suhu bola kering (°C)

W = Kelembaban mutlak (kguap air/kgudara kering)

PERALATAN PENGERINGAN

Tujuan akhir dari sistem pengeringan bukan saja untuk mempercepat proses

pengeringan, akan tetapi juga untuk meningkatkan mutu bahan yang dikeringkan dan

sistem dapat beroperasi dengan biaya relatif rendah. Dengan kata lain, kita ingin

mengoptimumkan operasi sistem pengeringan tersebut.

Sistem pengeringan dapat direka bentuk hanya setelah kita mengetahui

prinsip dasar pengeringan suatu jenis bahan. Hal ini penting untuk menghindari

proses pengeringan lampau dan pengeringan yang terlalu lama, karena kedua proses

pengeringan ini akan meningkatkan biaya operasi.

A. KELEMBABAN UDARA

Komponen yang paling banyak di dalam udara adalah oksigen, nitrogen, dan

uap air. Oksigen dan nitrogen tidak mempengaruhi kelembaban udara, sedangkan

kandungan uap air sangat berpengaruh terhadap kelembaban udara. Udara yang

kurang mengandung uap air dikatakan udara kering, sedangkan udara yang

mengandung banyak uap air dikatakan udara lembab.

Setiap unsur di dalam udara, termasuk uap air, mempengaruhi tekanan udara.

Pada suatu nilai tekanan udara tertentu, tekanan maksimum uap air yang dapat

dicapai dinamakan tekanan jenuh. Jika tekanan melebihi tekanan jenuh akan

menyebabkan uap air kembali membentuk titisan air. Seandainya suhu dinaikkan,

tekanan jenuh juga akan turnt meningkat. Oleh karena itu kita dapat

mendefenisikan tekanan jenuh sebagai tekanan uap air diatas permukaan air

mendidih dalam suatu ketel tertutup tanpa udara.

Tekanan jenuh berubah menurut keadaan suhu yang menyebabkan air

tersebut mendidih. Oleh karena itu nilai tekanan jenuh senantiasa berubah.

Misalnya, tekanan jenuh pada 100°C ialah 101,3 kPa sedangkan tekanan jenuh

pada suhu 60°C adalah 19,9 kPa. Nilai-nilai ini dapat dilihat pada tabel yang

terdapat dalam buku yang ditulis oleh Dossat (1981). Daftar lengkap sifat air dan

uap jenuhnya ada pada lampiran A. Tabel 1. menunjukkan sebahagian dari tabel

tersebut.

B. PROSES PENGERINGAN

Bahasa ilmiah pengeringan adalah penghidratan, yang berarti menghilangkan

air dari suatu bahan. Proses pengeringan atau penghidratan berlaku apabila bahan

yang dikeringkan kehilangan sebahagian atau keseluruhan air yang

dikandungnya. Proses utama yang terjadi pacta proses pengeringan adalah

penguapan. Penguapan terjadi apabila air yang dikandung oleh suatu bahan

teruap, yaitu apabila panas diberikan kepada bahan tersebut. Panas ini dapat

diberikan melalui berbagai sumber, seperti kayu api, minyak dan gas, arang baru

ataupun tenaga surya.

Pengeringan juga dapat berlangsung dengan cara lain yaitu dengan

memecahkan ikatan molekul-molekul air yang terdapat di dalam bahan. Apabila

ikatan molekul-molekul air yang terdiri dari unsur dasar oksigen dan hidrogen

dipecahkan, maka molekul tersebut akan keluar dari bahan. Akibatnya bahan

tersebut akan kehilangan air yang dikandungnya.

Cara ini juga disebut pengeringan atau penghidratan. Untuk memecahkan

ikatan oksigen dan hidrogen ini, biasanya digunakan gelombang mikro.

Gelombang mikro merambat dengan frekuensi yang tinggi. Apabila gelombang

mikro disesuaikan setara dengan getaran molekul-molekul air maka akan terjadi

resonansi yaitu ikatan molekul-molekul oksigen dan hidrogen digetarkan dengan

kuat pada frekuensi gelombang mikro yang diberikan sehingga ikatannya pecah.

Hal ini yang menyebabkan air tersebut menguap. Proses yang sama terjadi

pada oven gelombang mikro (microwave) yang digunakan untuk memasak

makanan.Pada pembahasan selanjutnya kita tidak akan menyinggung proses

pengeringan menggunakan gelombang mikro, tetapi difokuskan pada

pengeringan menggunakan tenaga panas. Hal ini disebabkan sistem pengeringan

gelombang mikro mahal dan tidak digunakan secara luas untuk mengeringkan

suatu bahan terutama dalam sektor pertanian.

Dalam sektor pertanian sistem pengeringan yang umum digunakan adalah

tenaga surya. Pada sistem tenaga surya ini, bahan diexpose ke sinar surya secara

langsung maupun tidak langsung. Uap air yang terjadi dipindahkan dari tempat

pengeringan melalui aliran udara. Proses aliran udara ini terjadi karena terdapat

perbedaan tekanan. Perbedaan tekanan udara ini dapat terjadi secara konveksi

bebas maupun konveksi paksa. Konveksi bebas terjadi tanpa bantuan luar, yaitu

pengaliran udara hanya bergantung pada perbedaan tekanan yang disebabkan

oleh perbedaan densitas udara, sedangkan pada konveksi secara paksa digunakan

kipas untuk memaksa gerakan udara.

Pada sistem pengeringan yang bersumberkan tenaga minyak, bahan yang

akan dikeringkan diletakkan di dalam suatu ketel tertutup. Udara panas hasil

pembakaran minyak dialirkan mengenai permukaan bahan tersebut. Akhir-akhir

ini, cara tersebut diatas juga digunakan dalam teknologi tenaga surya. Udara yang

dipanaskan oleh pengumpul surya digunakan untuk menguapkan air pada bahan.

Udara merupakan medium yang sangat penting dalam proses pengeringan,

untuk menghantar panas kepada bahan yang hendak dikeringkan, karena udara

satu-satunya medium yang sangat mudah diperoleh dan tidak memerlukan biaya

operasional. Oleh karena itu untuk memahami bagaimana proses pengeringan

terjadi, maka perlu ditinjau sifat udara.

1. Pengertian dryer

Pada umumnya, pengeringan (drying) zat padat berarti pemisahan

sejumlah kecil air atau cat cair lain dari bahan padat, sehingga mengurangi

kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah yng

dapat diterima. Pengertian biasanya merupakan langkah terakhir dari

sederetan opersi, dan hasil pengeringan biasanya siap untuk dikemas.

Pemisahan air atau zat cair lain dari zat padat dapat dilakukan dengan

memeras zat cair itu secara mekanik hingga keluar, atau dengan pemisah

sentrifugal, atau dengan penguapan secara termal. Kandungan zat cair

didalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke bahan lain.

Kadang-kadang bahan yang tidak mengandung zat cair sama sekali disebut

kering tulang. Namun pada umumnya, zat padat masih mengandung sedikit

zat cair. Garam meja yang telah dikeringkan, misalnya mengandung kira-kira

4 % kasien kering kira-kira 8%. Pengeringan adalah suatu istilah yang

relative dan hanya mengandung arti bahwa terdapat pengurangan kadar zat

cair dari suatu nilai akhir yang dapat diterima.

Alat pengering konvensi dan alat pengering kontak terbagi menjadi beberapa

macam jenis alat, yaitu :

a. Pengeringan zat padat dan tapal (pasta)

Pengering Talam

Pengering Konveyor Tabir

Pengering Putar

Pengering Konveyor-Fluidisasi

Pengering Hamparan-Fluidisasi

Pengering Kilat

Pengering Menara

b. Pengeringan Larutan dan Bubur

Pengering Semprot

Pengering Film

Pengering Tormol

Klasifikasi Pengering

Ada pengeringan yang beroperasi secara kontinyu (sinambung) dan ada pula

yang secara tampak (batch). Pada beberapa proses pengeringan, zat padatnya ada

yang diaduk, tetapi ada pula yang zat padatnya boleh dikatakan tidak diaduk. Untuk

mengurangi suhu pengeringan, beberapa pengeringan beroperasi dalam vakum.

Beberapa pengeringan dapat menangani segala jenis bahan, tetapi pada yang sangat

terbatas dalam hal umpan yang dapat ditanganinnya .

Pembagian pokok dalam klasifikasi pengeringan :

1. Pengeringan-pengeringan dimana zat padat itu bersentuhan langsung dengan

gas panas (biasanya udara)

2. Pengeringan-pengeringan dimana kalor berpindah ke zat padat dari suatu

medium luar, misalnya uap, biasanya melalui permukaan logam yang

bersentuhan dengan zat padat itu (pengering adiabatic) dan dimana

perpindahan kalor berlangsung dari suatu medium luar (pengering

nonadiabatic) tetapi pada beberapa unit terdapat gabungan pengeringan

adiabatic dan nonadiabatic. Pengeringan ini biasanya disebut pengeringan

langsung-tak langsung (direct-undirect dryer).

Cara penggunaan Zat Padat Dalam pengering

Kebanyakan pengering industry menangani zat padat butiran pada sebagian

atau keseluruhan siklus pengeringannya, ada juga yang mengeringkan benda-benda

besar seprti barang-barang keramik atau lembaran polimer.

Dalam pengeringan adiabatic, zat padat itu bersentuhan dengan gas menurut

salah satu dari cara berikut :

1) Gas ditiupkan melintas permukaan hamparan atau lembaran zat padat, atau

melintas satu atau kedua sisi lembaran atau film sinambung. Proses ini disebut

pengeringan dengan sirkulasi silang (cross-circulation drying).

2) Gas ditiupkan melaui hamparan zat padat butiran kasar yang ditempatkan di atas

ayak pendukung. Cara ini disebut pengeringan sirkulasi tembus (trhough-

circulating drying). Sebagaimana juga dalam hal pengeringan sirkulasi silang, di

sini pun kecepatan gas harus rendah untuk mencegah terjadinya pembawa ikutan

(entertainment) terhadap zat padat.

3) Zat padat disiramkan ke bawah melalui suatu arus gaya yang bergerak perlahan-

lahan ke atas, kadang-kadang dalam hal ini terdapat pembawa ikutan yang tidak

dikehendaki dari pada pertikel halus oleh gas.

4) Gas dilarikan melaui zat padat dengan kecepatan yang cukup untuk

memfluidisaikan hamparan. Dalam hal ini tidak dapat dihindarkan terjadinya

pembawa ikutan partikel-partikel yang halus.

5) Zat padat seluruhnya di bawa ikutdengan arus gas kecepatan tinggi dan di

angkutn secara pnematik dari peranti pencampuran ke pemisah mekanik.

2. Peralatan Pengering

Peralatan pengering yang sering digunakan dalam industri terdiri dari dua kelompok

yaitu :

Kelompok pertama yang terbesar yang terdiri dari pengering untuk zat padat

tegar atau bijian dan tapal (pasta) setengah-padat.

Kelompok kedua terdiri dari pengeringan yang dapat menampung bubur dan

umpan-umpan cair.

1. Pengeringan zat padat dan tapal (pasta)

Pengeringan zat padat dan tampal terdiri dari pengeringan talam (tray

dryer) dan pengeringan konveyor-tabir (screen-cinveyordryer) untuk bahan-

bahan yang tidag boleh diaduk, dan pengeringan menara (tower dryer),

pengeringan putar (rotary dryer), pengeringan konveyor-sekrup (screw-

conveyor dryer), pengeringan hamparan-fluidisasi (fluid-bed dryer) dan

pengeringan kilat (flash dryer), dimana pengadukan boleh dilakukan.

a. Pengeringan Talam

Pengeringan ini terdiri dari sebuah ruang dari logam lembaran yang berisi dua

buah truk yang mendukung rak-rak H. Setiap rak mempunyai talam dangkal kira-kira

30-in, persegi dan tebal 2 sampai 6-in, yang penuh dengan bahan yang akan

dikeringkan. Udara panas disirkulasikan pada kecepatan 7 sampai 15 ft/det diantara

talam dengan bantuan kipas C dan motor D, mengalir melalui pemanas E. sekat-sekat

G membagikan udara itu secara seragam di atas susunan tala tadi. Sebagian udara

basah diventilasikan keluar melalui talang pembuang B, sedang udara segar masuk

melaui pemasuk A. Rak-rak itu disusun di atas roda truk I, sehingga pada akhir siklus

penberingan truk itu dapat ditarik keluar dari kamar itu dan dibawa ke stasiun

penumpahan talam.

Pengeringan dengan sirkulasi udara menyilang lapisan zat padat biasanya

lambat dan siklus pengeringan pun panjang 4 sampau 48 per jam tumpak.

b. Pengeringan Konveyor – tabir

Lapisan bahan yang akan dikeringakan setebal 1 sampai 6-in diangkut

secara perlahan-lahan di atas tabir logam melalui kamar atau terowongan

pengeringan. Kamar itu terdiri dari sederetan bagian terpisah yang masing-

masing mempunyai kipas dan pemanas udaranya sendiri. Pada ujung masuk

pengering itu, udara biasanya mengalir keatas melaui tabir dan zat padat,

didekat ujung keluar, dimana bahan itusudah kering dan mendebu, udara

dikeluarkan kebawah melaui tabir. Suhu udara dan kelembaban mungkin

tidak sama pada masing-masing bagian itu, sehingga tedapat kondisi

pengeringan yang optimum pada setiap titik.

Pengering konveyor-tabir biasanya mempunyai lebar 6 ft (2 m) dan

panjang 12 sampai 150 ft (4 sampai 50 m), dengan waktu pengeringan 5

sampai 120 menit. Ukuran anyaman tabir itu kira-kira 30 mesh. Bahan-bahan

bijian kasar, beserpih, atau bahan berserat dapat dikeringkan dengan sirkulasi

tembus tanpa sesuatu perlakuan pendahuluan dan tanpa ada baha yang lolos

melalui tabir. Akan tetapi, tampal dan ampas seringa yang halus dipercetak

terlebih dahulu untuk dapat ditangani dengan pengering konveyor tabir.

c. Pengering Menara

Pengering menara terdiri dari sederetan talam bundar yang dipasang

bersusun ke atas pada suatu poros tengah yang berputar. Umpan padat

dijatuhkan pada talam teratas dan dikenakan pada arus udara panas atau gas

yang mengalir melintas talam. Zat padat itu lalu dikikis keluar dan dijatuhkan

ke talam berkut dibawahnya. Zat padat itu menempuh jalan seperti itu melaui

pengering, sampai keluar sebagian hasil yang kering dari dasar menara.

Aliran zat padat dan gas itu bias searah pula berlawanan arah.

d. Pengering putar

Pengering putar terdiri dari sebuah selongsong berbentuk silinder

yang berputar horizontal atau agak miring kebawah kearah luar. Umpan

basah masuk dari satu ujung silinder, bahan itu keluar dari ujung yang satu

lagi. Pada waktu selongsong berputar, sayap-sayap yang terdapat didalam

mengangkat zat padat itu dan menyiramkan kebawah melaui bagian dalam

selongsong. Pengering putar dapat dipanaskan dengan kontak langsung gas

dengan zat padat, dengan gas panas yangmengalir melaui mantel luar, atau

dengan uap yang kondensasi di dalam seperangkat tabung longitudinal yang

dipanaskan pada permukaan dalam selongsong.

e. Pengering Turbo

Pengering turbo (turbo dryer) ialah suatu pengering menara dengan

resirkulasi dalam gas pemanas. Kipas-kipas turbin digunakan untuk

mensirkulasikan udara atau gas kearah luar diantara beberapa talam, diata

elemen pemanas, dan kearah dalam diantara talam-talam lain. Kecepatan gas

biasanya adlah 2 sampai 8 ft/det (0,6 sampai 2,4 m/det). Dua talam terbawah

merupakan bagian pendinginan untuk zat padat kering. Udar yang dipanaskan

terlebih dahulu biasanya masuk melaui bawah menara dan keluar dari atas

sehingga terdapat aliran lawan arah.

Pengeringan turbo berfungsi sebagian dengan pengeringan sirkulasi

silang, seperti pada penering talam dan sebagian dengan menyiramkan

partikel-partikel itu jatuh dari satu talam ketalam berikutnya.

f. Pengeringan Konveyor-sekrp

Pengering konveyor-sekrup adalah suatu pengering kontinu kalor tak

langsung, yang terdiri pada pokonya dari sebuah konveyor-sekrup horizontal

(atau konveyor daun) yang terletak di dalam suatu selongsong-bermantel

berbentuk silinder. Zat padat yang diumpankan di satu ujung di angkut

perlahan-lahan melaui zone panas yang dikeluarkan dari ujung yang satu lagi.

Uap yang keluar disedot melalui pipa yang dipasang pada atap

selongsong. Selongsong itu memiliki diameter 3 sampai 24 in (75 sampai 600

mm) dan panjangnya sampai20 ft (6 in), bila diperlukan lebih panjang,

digunakan beberapa selongsong yang dipasang bersusun satu di atas yang

lain. Sering pula unit paling bawah dalam susunan itu merupakan pendingin

dimana air atau bahan pendingin lain yang dialirkan di dalam mantel itu

untuk menurunkan suhu zat padat yang telah dikeringkan tersebut sebelum

keluar dari pengering.

g. Pengering hamparan-fluidisasi

Pada alat pengering hamparan-fluidisai menunjukkan suatu alat

pengering dimana zat padatnya difluidisasikan dengan gas pengering, yang

banyak digunakan dalam masalah pengeringan. Partikel-partikel zat padat

difluidisasikan dengan udara atau gas didalam unit hamparan-hamparan

(boiling bed). Pencampuran dan perpindahan kalor berlangsung sangat cepat.

Umpan basah masuk dari atas hamparan, hasil kering keluar dari samping.

Partikel-partikel kecil dipanaskan pada dasarnya sampai suhu cembul kering

gas fluidisasi.

h. Pengering kilat

Dalam pengering kilat, zat padat gilingan basah diangkut selama

beberapa detik didalam arus gas panas. Umpan basah dimasukkan kedalam

pencampur, dimana ia dicampurkan dengan sebuah bahan kering secukupnya

untuk membuatnya bebas mengalir. Bahan campuran itu lalu masuk ke dalam

penumbuk palu (hammer mill), yang disapu dari gas bakaran panas dari

tungku. Zata padat serbuk itu lalu dibawa keluar dari penumbuk dengan arus

gas melaui talang yang cukup panjang, dimana pengeringan itu berlangsung.

Gas dan zat padat kering dipisahkan salam siklon, dan gas bersih dukeluarkan

melalui kipas ventilasi. Zat padat dikeluarkan dari siklon melalui pengumpan

bintang (star feeder), yang menjatuhkannya ke dalam pembagi zat padat.

2. Pengering Larutan dan Bubur

Beberapa jenis pengerng dapat menguapkan lartan dan bubur (skurry)

sampai kering dengan cara termal. Contohnya ialah pengering semprot (spray

dryer), pengering film tipis (thin-film dryer), dan pengering tromol (drum dryer).

a. Pengering semprot

Dalam pengering semprot , bubur atau larutan didipersikan ke dalam

arus gas panas dalam bentuk kabut atau tetesan halus. Kebasahan akan

menguap dari tetesan itu, dan meninggalkan partikel zat padat kering, yang

lalu akan dipisahkan dari arus gas. Aliran zat dan gas itu bias searah, bias

lawan arah, atau merupakan gabungan keduanya di dalam satu unit.

Tetesan-tetesan itu dibentuk di dalam kamar pengering berbentuk silinder

dengan nossel tekanan, dengan nossel dua fluida, atau di dalam pengering ukuran

besar, dengan piring semprot kecepatan tinggi.

Keuntungan dari pengering semprot adalah waktu pengeringannya sangat

singkat, sehingga memungkinkan pengeringan bahan-bahan yang peka panas dan

menghasilkan partikel-partikel berbentuk bola pejal maupun bolong.

b. Pengering film-tipis

Pengering film tipis dapat menangani zat cair maupun bubur dan

menghasilkan hasil padat yang kering dan bebas mengalir. Alat ini biasanya

terdiri dari dua bagian. Bagian pertama merupakan pengering penguap

vertical. Sebagian besar zat cair di keluarkan disini dari umpan, dan zat padat

setengah basah dibuang ke bagian dua, dimana sisi kandungan zat cair dalam

bahan dari bagian diturunkan lagi hingga nilai yanhg dikehendaki.

Efisiensi termal pengering film biasanya tinggi, dan kehilangan zat padatnya

jiga kecil, karena dalam hal ini tdak ada atau hampir tidak ada gas yang

disedot melalui unit ini. Alat ini sangat bermanfaat untuk memulihkan pelarut

dari hasil padat. Laju pengumpanan yang wajar untuk umpan yang basah air

atau basah pelarut, biasanya berkisar antara 20-40 lb/ft-hours (100-200

kg/m3-jam).

c. Pengering tromol

Pengering tromol terdiri dari satu rol logam atau lebih yang

dipanaskan di luar tromol itu sampai kering. Zat padat kering dikikis dari rol

itu pada waktu rol berputar dengan perlahan-lahan.

Pengering tromol ganda efektif untuk larutan encer, juga untuk larutan

pekat dari bahan yang sangat mudah terlarut, serta untuk bubur yang tidak

terlalu pekat. Alat ini tidak cocok untuk larutan garam yang kelarutannya

terbatas atau untuk bubur zat padat abrasif yang cenderung mengendap dan

membangkitkan tekanan yang berlebihan antara kedua tromol.

Pengering tromol ganda efektif untuk larutan encerm, juga untuk

larutan pekat dari bahan yang sangat mudah terlarut, serta untuk bubur yang

tidak terlalu pekat. Alat ini tidak cocok untuk larutan garam yang

kelarutannya terbatas atau untuk bubur zat padat abrasif yang cenderung

mengendapdan membangkitkan tekanan yang berlebihan antara kedua

tromol.

Pemilihan Peralatan Pengeringan

Pertimbangan-pertimbangan yang harus diperhatikan dalam pemilihan alat

pengeringan antra lain adalah :

a. Kemudahan operasi terutama kemampuannya dalam menghasilkan produk

yang dikehendaki dalam bentuk dan laju yang diperlukan.

b. Sifat masing-masing alat pengering, menentukan jenis pengering mana yang

dipakai.

c. Faktor biaya investasi dan biaya operasi, namun peratian harus diberikan pula

pada biaya keseluruhan system isolasi, tidak hanya pada unit pengeringannya.

Neraca Massa pada Peralatan Pengeringa

Pada partikel-partikel padat yang lembab, cairan yang harus dipisahkan dapat berada

sebagai :

a. Cairan bebas, tak terikat pada permukaan partikel

b. Cairan yang terikat oleh gaya kapiler dan diadsorbsi di dalam pori-pori

partikel (pada bahan yang higroskopis).

Pada hal ini, zat padat yang akan dikeringkan biasanya terdapat dalam berbagai

bentuk serpih (flake), bijian (granule), Kristal (crystal), serbuk (powder), lempeng

(slab), atau lembaran senambung (continous shet) dengan sifat-sifat yang mungkin

sangat berbeda mungsatu sama lain. Umpan terhadap beberapa pengering mungkin

berupa zat cair dimana zat padat itu melayang sebagai partikel, atau mungkin pula

berbentuk larutan.

Neraca Panas Pada Peralatan Pengeringan

Perpindahan panas pada pengeringan dapat berlangsung secara langsung maupun

tidak langsung tergantung pada suhu pengeringan baik di bawah titik didih dari

cairan yang harus diuapkan ataupun pada suhu didihnya.

a. Pengeringan Konveksi

Pada proses ini, panas yang diperlukan dipindahkan langsung ke bahan yang

akan dikeringkan oleh suatu gas panas (biasanya udara). Dalam hal ini bahan

yang akan dikeringkan dapat dikontakkan dengan udara panas.

b. Pengeringan Kontak

Pada proses ini, panas yang dibutuhkan diberikan pada bahan dengan

penghantaran panas tak langsung. Dalam hal ini bahan yang dikeringkan pada

permukaan yang telah dipanasi atau dengan alat pengering pirirng, alat

pengering kerucut ganda, alat pengering serok.

c. Pengeringan Radiasi

Pada proses ini, panas yang diperlukan dipindahkan secara langsung sebagai

radiasi infra merah dari suatu sumber panas yang akan ikeringkan. Untuk

memindahkan kuantitas panas yang besar, temperature radiasi harus sangat

tinggi (400 – 20000C)

Diameter Alat Pengering

Agar tetesan atau partikel basah tidak sampai menumbuk permukaan padat

sebelum pengeringan berlangsung, maka ruang pengering biasanya dibuat

besar. Diameter itu sebesar 8-30 ft (2,5-9 m).

Persamaan diamensional untuk diameter pukul rata volume permukaan Ds

dari tetesan yang keluar dari pengabut piring :

Ds=12,2 x104 r x ( Iρ 1nr 3 )❑0,6( µ

I )❑0,2( σ ρL LpI−2 )0,3

Rol pengering tromol diameternya berkisar antara 2-10 ft (0,6 – 3 m) dan

panjangnya 2-14 ft (0,6-4,3 m ), dan berputar dengan kecepatan 1-10 put/min.

waktu dimana zat padat itu berada dalam kontak dengan logam adalah 6-15

detik, waktu yang cukup pendek sehingga tidak banyak

menyebabkan dekomposisi, juga pada hasil yang peka panas. Koefisien

perpindahan kalornya tinggi dari 220-360 Btu/ft2 – hours 0F (1200 – 2000

W/m2 – 0C) pada kondisi optimum, walaupun nilainya bias turun sampai 1/10

– nya bila kondisi tidak memuaskan. Kapasitas pengeringnya sebanding

dengan luas tromol aktif, yaitu antara 1 – 10 lb produk kering per ft2

permukaan pengeringan per jam (5 – 50 kg/m2 – jam).