Humidifikasi Dan Dehumidifikasi
March 5, 2019 | Author: Yuni Rafika | Category: N/A
Short Description
Download Humidifikasi Dan Dehumidifikasi...
Description
HUMIDIFIKASI DAN DEHUMIDIFIKASI
Tujuan
Untuk Humidifikasi : membandingkan s/ s/ dari psy. Chart dengan s/ s/ dari percobaan dan menghitung harga L
Untuk Dehumidifikasi : mencari harga kelembaban (Y), Entalphi (H), dan jumlah harga air yang menguap (L).
Ringkasan Proses Humidifikasi dengan proses Dehumidifikasi mempunyi perbedaan dalam arah alirannya. Semua itu tergantung dari cara mengatur valve yang ada. Gas yang masuk mengalir pada pipa orifice mempunyai beda tekan tertentu. Adapun perbedaan antara proses humidifikasi dengan dehumidifikasi sbb : 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 (Tdin dan Twin), suhu gas keluar ( Tdout dan Twout), dan beda tekanan di dalam labu. 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 memperbesar tekanan. Data yang diambil pada percobaan percobaan ini seperti, suhu gas masuk (Tdin dan Twin), suhu gas keluar (T dout dan Twout), beda tekanan pada kolom ( P), dan suhu keluaran kolom bagian (A, B, C, dan D) yang menempel pada kolom. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan 1. Seperangkat alat humidifikasi dan dehumidifikasi 2. Termometer ayunan 3. Termometer biasa 4. Kain basah 5. Kompressor 6. Stopwatch Bahan yang digunakan Air dan udara tekan
Cara Kerja
Percobaan humidifikasi tanpa pemanasan 1. Putar switch utama searah jarum jam pada posisi ON 2. Putar juga switch air pressure pada posisi ON 3. Atur katup-katup berikut : V1 V2 V3
Buka Tutup Tutup
V4 V5 V6
Buka Tutup Tutup
4. Tekan tombol P2 (kompressor) ON 5. Atur katup utama (V9) sehingga didapat perbedaan tekanan orifice 50 mBar
6. Lakukan pencatatan data pertama (laju alir sirkulasi air = 0 setelah 10 menit) 7. Tekan tombol P1 (centrifugal pump) ON 8. Atur kecepatan alir sirkulasi air mulai dari 70 L/menit dan lakukan pengambilan data setelah 10 menit. 9. Naikkan kecepatan air menjadi 80, 90, 100, 110 L/menit Percobaan humidifikasi dengan pemanasan 1. Atur katup-katup berikut : V1 V2 V3
Tutup Buka Tutup
V4 V5 V6
Buka Buka Tutup
2. Atur katup utama (V9) sehingga perbedaan tekanan orifice 50 mBar 3. Atur pemanasan 4. Lakukan seperti pada percobaan sebelumnya (tanpa pemanasan) Percobaan dehumidifikasi tanpa pemanasan 1. Atur katup-katup berikut : V1 V2 V3
Tutup Buka Tutup
V4 V5 V6
Buka Tutup Buka
2. Tekan tombol P2 (kompressor) dan atur perbedaan tekanan orifice sebesar 40 mBar 3. Tunggu 10 menit kemudian lakukan pengambilan data 4. Ubah perbedaan tekanan orifice pada 60 mBar Percobaan dehumidifikasi dengan pemanasan Dilakukan seperti langkah-langkah percobaan sebelumnya (tanpa pemanasan) dengan tambahan pemanasan (heaternya ON pada posisi 3)
Dasar Teori
Dalam pemrosesan bahan sering diperlukan untuk menentukan uap air dalam aliran gas. Operasi ini dikenal sebagai proses humidifikasi. Sebaliknya, untuk mengurangi uap air dalam aliran gas sering disebut proses dehumidifikasi. Dalam humidifikasi, kadar dapat ditngkatkan dengan melewatkan aliran gas di atas cairan yang kemudian akan menguap ke dalam aliran gas. Perpindahan ke aliran utama berlangsung dengan cara difusi dan pada perbatasan (interface) perpindahan panas dan massa yang berlangsung terus menerus, sedangkan dalam dehumidifikasi dilakukan pengembunan (kondensasi) parsial dan uap yang terkondensasi dibuang. 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. Contoh proses humidifikasi adalah pada menara pendingin, air panas dialirkan berlawanan arah dengan media pendingin yaitu udara. Istilah dalam proses humidifikasi 1. Kelembaban yaitu massa uap yang dibawa oleh satu satuan massa gas bebas uap, karena itu humidity hanya bergantung pada tekanan bagian uap di dalam campuran bila tekanan total tetap. 2. Suhu bola basah yaitu suhu pada keadaan tunak dan tidak berkesetimbangan yang dicapai bila suatu massa kecil dari zat cair dikontakkan dalam keadaan adiatik di dalam arus gas yang kontinu. 3. Kelembaban jenuh yaitu udara dalam uap air yang berkesetimbangan dengan air pada suhu dan tekanan tertentu. Dalam campuran ini, tekanan parsial uap air dalam campuran udara-air adalah sama tekanan uap air murni pada temperatur terntentu. 4. Kelembaban relatif yaitu ratio antara tekanan bagian dan tekanan uap zat cair pada suhu gas. Besaran ini dinyatakan dalam persen (%) sehingga kelembaban 100% berarti gas jenuh sedang kelembaban 0% berarti gas bebas uap. 5. Kalor lembab yaitu energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu satuan massa beserta uap yang dikandungnya sebesar satu derajat satuan suhu.
6. Entalpi lembab adalah entalpi satu satuan massa gas ditambah uap yang terkandung di dalamnya. 7. Volume lembab adalah volume total stu satuan massa bebas uap beserta uap yang dikandungnya pada tekanan 1 atm. 8. Titik embun campuran udara-uap air adalah temperatur pada saat gas telah jenuh oleh uap air. Hasil Yang Diperoleh
Humidifikasi a.
Tanpa pemanasan
Pembahasan
Pada percobaan kali ini untuk mengamati proses penambahan dan pengeluaran kandungan air yang ada dalam udara. Pada proses humidifikasi yaitu proses penambahan kandungan air dalam udara dilakukan dalam dua proses yaitu dengan dan tanpa pemanasan. Dengan bertambahnya jumlah aliran air yang dikontakkan dengan udara proses maka akan meningkatkan kandungan air dalam udara sampai mencapai kondisi jenuh. Pada proses humidifikasi dengan pemanasan jumlah kandungan air yang diserap oleh udara makin besar. Ini disebabkan karena dengan pemanasan maka temperatur udara akan naik sementara kelembaban relatifnya menjadi turun sehingga kemampuan udara di dalam menangkap air lebih besar bila dibandingkan dengan yang tanpa pemanasan. Sedangkan pada proses dehumidifikasi terjadi penurunan kandungan air dalam udara proses. Penurunan kandungan air dalam kolom dehumidifikasi menunjukkan penurunan yang cukup signifikan dimana penurunan dipengaruhi sekali oleh kemampuan media penangkap air ( silika gel ). Pemanasan yang dilakukan pada proses dehumidifikasi bertujuan agar sejumlah kandungan air yang dibawa udara dapat teruapkan sehingga akan membantu aktivitas media penangkap air dan sekaligus dapat mengeluarkan air dari dalam udara.
Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
1. Humidifikasi adalah proses penambahan kandungan air dalam udara . 2. Proses humidifikasi yang dibantu dengan pemanasan akan menghasilkan udara dengan kandungan air yang lebih besar daripada tanpa pemanasan 3. Dehumidifikasi adalah proses pengurangan kandungan air dalam udara. Pemanasan dalam dehumidifikasi bertujuan untuk menguapkan sejumlah air dalam udara proses. 4. Temperatur udara yang keluar dari proses humidifikasi dan dehumidifikasi akan bergantung pada besarnya kalor yang diberikan serta jumlah kandungan air yang ditangkap atau dikeluarkan dari udara.
Daftar Pustaka
Treybal,Robert E.Mass-Transfer Operations.McGraw-Hill International Edition.
Third Edition
Job Sheet Praktikum Pilot Plant “ Humidifikasi dan Dehumidifikasi”Laboratorium Pilot Plant
Politeknik Negeri Bandung
Lampiran 1 Data Percobaan
Laju alir air dalam L/jam Td adalah suhu bola kering (C) Tw adalah suhu bola basah (C) Tl adalah suhu labu (C) P adalah perbedaan tekanandalam mBar
Humidifikasi Tanpa Pemanasan
Air
Laju alir Td Gas masuk Tw Td Gas keluar Tw Tl Labu dP Orifice dP
0 27 24 26 24 24 0 40
70 26 26 28 25 24 4 40
80 30 25 29 25 25 4 40
90 29 25 28 25 25 4 40
100 110 29 31 26 25 29 29 26 26 25 25 4 4 40 40
70 62 30 33 30 31 4 40
80 58 30 35 30 34 6 40
90 57 32 33 33 35 6 40
100 110 56 47 31 31 34 33 31 31 37 38 6 6 40 40
Humidifikasi Dengan Pemanasan
Air
Laju alir Td Gas masuk Tw Td Gas keluar Tw Tl Labu dP Orifice dP
0 53 32 29 27 27 4 40
Lampiran 2 Humidifikasi
Tanpa Sirkulasi Air Tanpa Pemanasan Y2’-Y1’ = 0,017 – 0,0145 = 0,0025 kg air/ kg UK
Contoh Perhitungan Mencari G
Diketahui : Cd = 0,603 2
2
2
2
2
2
A0 = ¼ d = ¼ (0,0328) = 8,45 m A1 = ¼ d = ¼ (0,0825) = 5,35 m A2 = Cc x Ao ; Cc = 1 A2 = Ao 3
U = 0,88 m /kg P1-P2 = P = N/m
2
2
1 mbar = 101,3 N/m = 101,3 Kg/m.s maka :
2
2
Untuk P = 40 mbar =40 x 101.3 N/m , maka :
G -2
= 4,95 x 10 kg/s
Contoh Perhitungan untuk mencari L
L = (Y2 - Y1) . G -2
= 0,0025 kg air/kg UK x 4,95. 10 kg/s -4
= 1,238.10 kg air/s
Menghitung H
H2 – H1 = (28,977-28,903).2,326 = 0,172 KJ/kg o
T = T1 = 30 C o
Tw = Tw2 = 23 C o
T – Tw = 30 – 23 C = 7 Neraca Energi
H1G + Q = H2 .G
Q = (H2 – H1).G = 0,172.0,0495 = 0,0085 kJ/s
292 K =
2457,44 kJ/kg
Q = h.A (Q – Qw) ; A = 0.1888 m
= 0,0085/(0,1888.7) = 0,00644 kJ/m2sC
Perhitungan Q
Q = ho x A x (Y2 – Y1)
= (4,72.0,0085)/(0,0025.2457,44) = 0,00653 m/s
2
LAPORAN PRAKTIKUM PILOT PLANT
HUMIDIFIKASI DAN DEHUMIDIFIKASI
OLEH : Nama/NIM
: 1. Agus Asda/99401004 2. Priyo Prianggoro/99401013
Kelas
: 3A
Dosen Pembimbing
: Ir. Agus Djauhari
LABORATORIUM PILOT PLANT JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG BANDUNG 2001
Lampiran 4
Jawaban Pertanyaan 1.
Proses humidifikasi adalah proses peningkatan jumlah kadar air dalam aliran gas dengan melewatkan aliran gas di atas cairan yang kemudian akan menguap ke dalam gas. Contohnya : pada menara pendingin/cooling tower. Proses dehumidifikasi adalah proses penurunan jumlah kadar air dalam aliran gas dilakukan kondensasi parsial dan uap yang terkondensasi dibuang. Contohnya pada proses pembuatan H2SO4, proses pengeringan dari padatan yang mengandung kadar air, dan lain-lain.
2.
Proses adiabatik adalah proses dimana jika suatu gas dialirkan dan dikontakkan dengan air pada laju yang tertentu pula dimana pada saat terjadinya atau mencapai kesetimbangan gas akan menjadi jenuh yang mempunyai temperatur yang sama pada sistem (dimana Q = 0).
3.
Pengaruh pemanasan (heater) terhadap kelembaban udara bertujuan untuk mengurangi kadar air dari udara sehingga udara menjadi tidak jenuh oleh air dan dapat melakukan penyerapan air yang lebih besar lagi. Sebagai bukti dapat ditunjukkan dari data hasil percobaan baik untuk humidifikasi maupun dehumidifikasi, terlihat perbedaanya (dari suhu bola basah dan suhu bola kering), untuk proses yang menggunakan sirkulasi air antara tanpa pemanasan berbeda dengan yang menggunakan pemanasan. Heater ini akan memberikan temperatur pemanasan tertentu dan akan mengeluarkan udara/gas dengan temperatur baru menuju ke unit proses.
4.
Untuk mendapatkan laju humidifikasi yang tinggi, kontak antar permukaan dari udara dan air dibuat sebesar mungkin. Modifikasi yang dapat dilakukan adalah memakai jenis packing yang dapat mendukung perluasan kontak antar permukaan(intalox sadle, butiran silika, dan sebagainya) dan laju alir sirkulasi air diatur optimum sehingga dapat mendukung terbentuknya laju film pada permukaan packing kolom
Pengolahan Data
Perhitungan massa jenis udara
Udara masuk
T 50 80 100
0,0778 X 0.0710
Perhitungan laju alir udara
Penentuan Kelembaban
Laju Air 0 Yin 0.0145 Yout
0.017
70 0.0145
80 0.0143
90 0.0172
100 0.0168
110 0.0175
0.0182
0.0182
0.0175
0.0195
0.0195
Laju alir air dalam L/jam Yin adalah kelembaban udara masuk dalam lbair/ lb udara kering
Yout adalah kelembaban udara keluar dalamlb air/ lb udara kering
Menghitung besarnya entalpi dan volume lembab
Untuk laju alir air 0 (nol) Udara masuk Td = 86F Tw = 74F Yin = 0,0145 lb air / lb udara kering
Udara masuk
Udara keluar Td = 75,2F Tw = 73,4F Yout = 0,017 lb air / lb udara kering
Udara keluar
Menghitung selisih entalpi dan jumlah air yang ditambahkan
Skema proses humidifikasi
Hin
Yin
Hout
Yout
M air yang ditambahkan Hair
Menentukan besarnya laju alir udara kering
Menentukan jumlah air yang ditambahkan dan entalpi air
Perhitungan Cs/ s pada penjenuhan adiabatis
Data udara pada saat jenuh Udara masuk Td = 98,6F Tw = 82,4F Yin = 0,0175 lb air / lb udara kering
Udara keluar Td = 98,8F Tw = 82,4F Yout = 0,0195 lb air / lb udara kering
Ys adalah kelembaban jenuh udara (lb air/lbudara kering) Y adalah kelembaban (lb air / lb udarakering) Cs adalah kalor lembab (Btu/lb udarakering) s adalah kalor laten (Btu/lb) Tg adalah suhu udaraF Ts adalah suhu gas kalorF
Humidifikasi tanpa pemanasan
Laju Air 0 70 80 90 100
Yin
Yout
Hin
0.0145 0.0145 0.0143 0.0172 0.0168
0.017 0.0182 0.0182 0.0175 0.0195
28.903 26.684 26.465 30.534 29.649
Hout
Vin
F
M air
H air
28.977 14.08 0.6502 0.0016 0.0482 34.758 13.848 0.6611 0.0024 5.3379 35.205 13.843 0.6613 0.0026 5.7799 34.878 14 0.654 0.0002 2.8413 37.535 13.944 0.6566 0.0018 5.1774
110 0.0175 0.0195 30.417 37.535
13.96
0.6558 0.0013 4.6684
Humidifikasi dengan pemanasan Skema humidifikasi dengan pemanasan
Qo
Hin
Hout
Yin
Yout
M air H Air
Menghitung besarnya Qo dan Q
Yin
Hin
Yout
Hout
Vin
F
M air
0.0172 0.0176 30.98 34.54 14.05 0.652 0.0003 0.034 0.048 52.64 74.74 14.75 0.621 0.0087 0.027 0.0435 44.92 74.13 14.59 0.627 0.0104 0.0215 0.024 36.15 57.86 14.19 0.645 0.0016 0.027 0.0335 43.1 70.45 14.4 0.636 0.0041 0.032 0.045 49.52 84.92 14.61 0.627 0.0081
H air 0.01 0.5 1 0.14 0.3 0.8
Qo
Q
3.5529 21.594 28.215 21.567 27.054 34.605
0.165 0.909 1.213 0.981 1.194 1.484
H air dihitung dengan menghubungkan antara selisihkelembaban (satuan Grains) dengan temperatur labu (air) pada psicrometrychart Q adalah jumlah panas yang disuplai ke sistem dalam Btu/s
Dehumidifikasi tanpa pemanasan P orifice = 40 mBar
Y 0.018 0.017 0.015 0.012 0.011 0.01
H 32.3 31.1 29.57 27.37 25.38 25.18
Y 0 0.0015 0.0018 0.0024 0.001 0.0013
V 14.111 14.124 14.131 14.124 14.009 14.108
F 0.5799 0.5793 0.5791 0.5794 0.5841 0.58
M Air H Air 0 0 0.00087 0.69677 0.00104 0.889 0.00139 1.27389 0.00058 1.15853 0.00075 0.11997
P orifice = 60 mBar
Y H 0.021 36.95 0.0185 33.3 0.0173 32.87 0.0167 32.66
Y 0 0.0025 0.0012 0.0006
V 14.32 14.17 14.23 14.27
F 0.7 0.707 0.704 0.702
M Air 0 0.0018 0.0008 0.0004
H Air 0 2.58 0.301 0.151
0.0145 29.79 0.0125 29.65
0.0022 0.002
14.17 14.34
0.707 0.699
0.0016 0.0014
2.028 0.097
Y adalah kelembaban dalam lb air / lbudara kering H adalah entalpi udara dalam Btu / lbudara kering Y adalah selisihentalpi 3
V adalah volume lembab dalam ft /lb udara kering F adalah laju alir udara kering dalam lbudara kering / s M Air adalah jumlah air yang dikeluarkandari udara dalam lb/s H Air adalah entalpi air yang direjectdalam Btu/s
Menentukan kecepatan alir udara
Skema dehumidifikasi tanpa pemanasan
Hin
Yin
Hout
Yout
M Air H Air Menentukan Jumlah air yang direject dan entalpi air
Dehumidifikasi dengan pemanasan P orifice = 40 mBar
Y
H
Y
V
F
M Air
0.0185 0.017 0.0165 0.0154 0.0148 0.0142
31.31 31.65 32.09 32.86 34.17 34.49
0 0.0015 0.0005 0.0011 0.0006 0.0006
13.96 14.14 14.23 14.41 14.6 14.69
0.586 0.579 0.575 0.568 0.56 0.557
0 0.0009 0.0003 0.0006 0.0003 0.0003
H Air 0 0.1 0.01 0.1 0.1 0.01
Qo
Q
0.3373 0.4373 0.4499 0.864 1.4103 0.3305
0.0142 0.0179 0.0182 0.034 0.0541 0.0125
Q adalah kalor yang masuk ke sistem dalam Btu / s H Air dihitung pada psicrometri chart dengan menghubungkanantara selisih kelembaban dengan suhu air
P orifice = 60 mBar
Y 0.0192 0.0175 0.0169 0.0145 0.0133
H 32.08 32.2 33.03 31.86 32.5
Y 0 0.0017 0.0006 0.0024 0.0012
V 13.98 14.15 14.29 14.39 14.57
F 0.717 0.708 0.701 0.697 0.688
M Air H Air Qo 0 0 0.12 0.0012 0.1 0.8259 0.0004 0.05 0.0752 0.0017 0.15 0.642 0.0008 0.001 0.0482
Q 0.0062 0.0414 0.0037 0.0311 0.0023
0.0129 32.55 0.0004 14.61 0.686 0.0003
0.05
0.0356
0.0017
Skema dehumidifikasi dengan pemanasan Q
Hin
Hout
Yin
Yout
H Air M Air
Menghitung besarnya Q dan Qo dan jumlah air yang direject
View more...
Comments
