-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
1/34
Peralatan Industri Proses
Menara Ayakan dan Menara Isian
Disusun Oleh :
Kelas : 2 KIA
Anggi Andini Putri 061440420817ando !uhendra 0614404217"8
Pe#$i#$ing : Ir% &aksen M% A#in M%!i
&''!A( )*K(IK KIMIA
PODI !I )*APA( )*K(O+O,I KIMIA I(D'!)I
PO+I)*K(IK (*,*I !I-I&A.A
201"
Peralatan Industri Proses 2 | 1
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
2/34
M*(AA A.AKA( DA( M*(AA I!IA(
1% M*(AA A.AK / !*I* )A. )O-*
A% Pengertian Menara (Sieve Tray Tower)
Menara ayak (sieve tray tower) merupakan salah satu contoh peralatan yang
banyak digunakan dalam destilasi. Pola aliran pada setiap aliran yaitu aliran silang
(crossflow) dan bukan aliran lawan arah (countercurrent). Sistem menara ayak terdiri
dari sejumlah nampan berlubang di sebuah menara silinder vertikal. i!uid mengalir
hori"ontal di nampan sedangkan gas mengalir ke atas melalui nampan berlubang
dengan kecepatan tinggi# menciptakan efek buih di mana penyerapan gas berlangsung.
$eairan tersebut kemudian mengalir melalui pipa downcomer ke nampan yang lebih
rendah. %umlah nampan dapat bervariasi tergantung pada aplikasi dan efisiensi yang
diperlukan.
Pada menara ayak ini saringan yang digunakan merupakan saringan berbentuk
nampan yang terbuat dari pelat berlubang datar yang memungkinkan bagian uap
melalui cairan. ini adalah opsi saringan paling ekonomis ketika rendah penyiapan
tempat permukaan diperlukan untuk media pengayakan. Menara ayak memiliki
karakteristik anti&fouling dan pressure drop rendah dari katup atau gelembung nampan
tutup. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
Peralatan Industri Proses 2 | 2
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
3/34
Prinsip kerja & efisiensi tinggi dipandu sieve tray adalah ' sebagai gambar
menunjukkan # banyak lubang saringan dan lubang dialiri beberapa gas# gas mengalir
melalui lubang saringan melintasi aliran cairan # dan naik secara vertikal di tempat
permukaan cair. as mengalir melalui lubang berjalan sepanjang nampan kolom datar.
Transfer momentum untuk cairan yang mengalir datar di nampan mendorong cairan
ke depan e!uably di nampan # mengatasi penurunan permukaan cairan dan campura.$airan kembali meningkatkan kapasitas proses dan efisiensi tray # memecahkan
masalah kolom. Selain itu # pada kebanyakan nampan tradisional # karena penurunan
permukaan cairan # selalu ada daerah aktif dalam aliran kepala # di daerah ini gas tidak
dapat mengalir melalui tempat tidur cair dan tidak bisa gelembung . Sebagai contoh#
pada katup nampan # beberapa baris dari katup di headstream bisa tidak terbuka # dan
nampan saringan # ada gelembung diproduksi dalam aliran kepala . Menurut
penelitian # daerah aktif sering dapat mencapai *+ dari penampang kolom . Tinggi
efisiensi aliran & dipandu saringan nampan memiliki promotor gelembung menonjol
sebagai kecembungan # yang dapat berkembang ketika gelembung cairan masuk ke
nampan dan meningkatkan pernyataan kontak & gas cair.
ambar .
Peralatan Industri Proses 2 | 3
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
4/34
Pada pengapliasiannya menara ini memiliki bentuk seperti silinder vertical yang
didalamnya terdiri beberapa piring dengan jumlah beberapa puluh piring didalam
silinder . menara ayak memiliki diameter menara berkisar antara ft (,#+ m) sampai
lebih dari +, ft (- m).
lat ini dirancang untuk membuat uap hasil yang mengalir naik mengalami kontak
dengan arus "at cair yang mengalir kebawah. saluran limpah ( downspout ) yang ada
pada alat ini mengambil tempat , sampai / persen dari luas penampang kolom
sehingga tinggal 0,&1, persen saja luas kolom yang dapat digunakan untuk
penggelembungan atau pengontakan. pada kolom ukuran kecil# saluran limpah itu
mungkin berupa pipa yang dilaskan kepiring dan menjulur ke atas sehingga
membentuk tanggul bundar.
Pada kolom yang besar sekali# mungkin diperlukan lagi saluran limpah tambahan
di tengah 2 tengah piring untuk mengurangi panjang lintasan aliran "at cair. Tanggul
(weir) berfungsi untuk mencegah masuknya gelembung uap kedalam saluran limpah
itu. Menara ini juga mepunyai sejumlah lubang&lubang yang mempunyai ukuran yang
sama. 3iasanya diameter lubang dari *1 sampai 4 inci.
Menara ini ideal untuk alkohol# dan penyerapan gas asam organik larut. Sebuah perangkat menghubungi sangat efektif untuk aplikasi yang membutuhkan rasio gas&
to&li!uid rendah# 5erantis saringan menara nampan yang paling cocok untuk
penyerapan senyawa yang sangat larut tapi stabil. Mereka mencapai maksimum
mencemari penghapusan dengan penggunaan air minimal dan kurang rentan terhadap
penyumbatan dari menara dikemas. 5erantis saringan menara baki menghapus
partikulat turun sampai / mikron dalam ukuran.
$ara kerja alat ini yaitu "at cair mengalir melintasi piring dan melewati tanggul
(weir) ke saluran limpah (downspout) menuju ke piring di bawahnya . 6isini
dimisalkan "at cair yang digunakan adalah air dan umpannya adalah ammonia (78 +) .
9eed ini dimasukan dari pertengahan menara sehingga akan bercampur dengan air
yang mana air akan mengikat ammonia. :ap mengalir ke atas dari piring ke piring
berikut dibawahnya melalui lubang&lubang piring. :ap ini mengisi sebagian besar
ruang yang terdapat antara kedua saluran limpah. 6idekat tanggul saluran limpah atas
sediakan satu atau dua baris ruang tanpa lubang untuk memungkinkan "at cair
melepaskan semua gasnya sebelum turun melewati tanggul. %uga didekat tempat
Peralatan Industri Proses 2 | 4
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
5/34
masuk "at cair beberapa lubang ditiadakan# maksudnya agar tidak ada uap yang lewat
melalui saluran limpah.
:ap ini akan terpecah&pecah oleh lubang&lubang piring menjadi gelembung&
gelembung kecil dengan kontak yang rapat bergerak melalui kolam (genangan) "at
cair yang terdapat diaats piring itu. oleh karena aksi dari gelembung&gelembung uap
itu# maka "at cair menjadi suatu massa mendidih berbuih. 6i atas buih (froth) itu# dan
dibawah piring diatasnya # terdapat kabut dari gelembung&gelembung pecah. ;abut ini
sebagian besar jatuh kembali kedalam "at cair# tetapi sebagian lagi terbawa ikut oleh
uap dan masuk ke piring berikut diatasnya.
Selanjutnya # ammonia yang diikat oleh air akan keluar melalui lubang keluar "at
cair yang terletak dibawah menara. Sedangkan gas $
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
6/34
dipersingkat # entrainment yang menurun # dan kecepatan dari gas & aliran dan
kompatibilitas proses kolom meningkat .
d. ;arena aliran & dipandu saringan nampan menikmati efisiensi tinggi # ketika
jumlah nampan dalam kolom adalah tetap # refluks yang dapat dikurangi #
sehingga beban dan kapasitas proses dapat ditingkatkan .
=. ?fisiensi tinggi
a. ;arena daerah aktif dalam aliran kepala terbatas # daerah menggelegak di nampan
meningkat # kesempatan menghubungi gas dan cair lebih besar # dan efisiensi tray
yang lebih tinggi.
b. $ampuran cairan kembali adalah faktor yang paling penting untuk efisiensi tray .
Tinggi aliran & dipandu nampan saringan efisiensi mengatasi campuran cairan
kembali # dan meningkatkan efisiensi tray .c. Menghilangkan lulusan permukaan cairan # mengurangi tangisan dan schlepped
menjatuhkan kabut # dan meningkatkan efisiensi tray .
+. Tekanan rendah penurunan
6ibandingkan dengan baki gelembung dan katup nampan # saringan nampan
memiliki konstruksi sederhana dan bagian aliran gas besar# sehingga penurunan
tekanan operasi adalah yang terendah .
@. ;apasitas anti & jamming yang kuat
;arena gas disemprotkan dari lubang dipandu mendorong materi datar ke depan #
the& aliran cairan di nampan dapat ditingkatkan # dan untuk bahan kental # lebih
banyak lubang dipandu bisa diperbaiki # terutama untuk distilasi lem sinting dan
monomer dan polimer .
/. ;onstruksi sederhana dan biaya rendah
;arena aliran tinggi & dipandu nampan saringan efisiensi hanya memiliki lubang
saringan dan lubang dipandu # tanpa internal lain # sehingga konstruksinya sederhana
dan berat ringan # dan operator dapat dengan mudah membongkar nampan . Tinggi
efisiensi aliran & dipandu saringan nampan memiliki biaya rendah # seperti @, A /, B
sebagai nampan gelembung dan C, A 0, B sebagai katup nampan .
Singkatnya # efisiensi tinggi aliran & dipandu saringan nampan cocok untuk kapasitas besar dan proses ekspansi produk # di mana efisiensi pemisahan yang
Peralatan Industri Proses 2 | 6
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
7/34
tinggi # efek pemisahan halus dan penurunan tekanan rendah diperlukan . >a memiliki
kuat anti & kotoran dan kemampuan anti&jam untuk bahan dengan partikel padat # juga
dapat menghancurkan gelembung di nampan # mengurangi entrainment # mencegah
banjir . Tinggi aliran & dipandu nampan saringan efisiensi berhasil dalam konstruksi
sederhana # murah dan mudah pembongkaran .
$. Peralatan Pada Sieve Tray
. ;olom Dektifikasi
6alam kolom retifikasi*destilasi harus terjadi perpindahan masa dan panas antara
uap yang naik dan cairanang mengalir turun. Pada umumnya kontak yang intensif
diantara kedua fase dapat dicapai dengan adanya perlengkapan&perlengkapan di dalam
kolom# yaitu berupa plat# benda pengisi (filling material) atau benda jejal (packing).
Pada kar di lakukan. Tetapi kergian tekanan pada plat lebih besar dari pada benda
pengisi. 8al kasi vakum# sehingga pada operasi vakum untuk penggunaan benda jejal
merupakan pilihan terbaik.
Eang dimaksud dengan beban dari sebuah kolom retifikasi ialah jumlah uap
(dalam ,) yang mengalir ke atas per satuan waaktu. %ika beban atau kecepatan uap
teralu kecil (misalnya pada plat ayak)# maka lapisan&lapisan caian tidak dapat
terbentuk di dalam kolom# uap dan cairan tidak tercampur dengan baik dan
perpindahan masa dan panas yag diharapkan tak dapat tercapai. 6engan demikian
derajat pemisahan yang diinginkan tidak diperoleh. Sebaliknya# jika beban terlalu
tinggi akan terjadi banji (flooding). 6alam hal ini cairan di dalam kolom tidak dapat
mengalir kebawah lagi# melainkan akan terakumulasi dan bahkan ikut terbawa ke atas
oleh uap. Sehingga retifikasi arus segera di hentikan. Pada setiap (jenis#dimensi)
kolom terdapat suatu beban yang optimal. Pada keadaan ini uap dan cairan tercampur
dengan sangat baik# sehingga derajat pemisahan yang diperoleh juga optimal.
Peralatan Industri Proses 2 | 7
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
8/34
Pada kolom&kolom yang beroperasi pada tekanan normal sering kali akan sangatmenguntungkan bila beroperasi dekat batas atas beban# yaitu sedikit dibawah batas
banjir. 6engan cara ini kolom dapat dimanfaatkan secara optimal baik dalam
hubungannya dengan kemurnian produk maupun dengan unjuk kerjanya.
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
9/34
atas dan konsentrasi komponen sukar menguap yang terdapat dalam cairan yang
mengalir kebawah akan meningkatkan dari atas kebawah. kibatnya akan
diperoleh pemisahan lebih banyak dari pada destilasi sederhana.
6engan rektifikasi campuran cairan dapat dipisahkan menjadi komponen&
komponen yang praktis murni. 6engan cara ini dibutuhkan peralatan yang
kompleks. 6an memerlukan panas yang lebih banyak (karena cairan yang di
uapkan di alirkan kembali sebagian kedalam alat penguap dalam bentuk refluks
sehingga cairan harus diuapkan berulang kali*recycle).
:ntuk memulai proses rektifikasi kolom di isi dengan cairan campuran yang
akan dipisahkan dididihkan dalam alat penguap. :ap yang timbul di embunkan
secara sempurna dalam kondensor dan semua kondesat yang terbentuk di
kembalikan ke dalam kolom. Setelah menjadi kesetimbangan antara refluks# uapyang naik dan muatan cairan(hole up pada setiuap cairan di antara benda
pengisi*didalam benda jajal*packing). Setelah itu barulah cairan yang diperoleh
(produk atas) dalam kondensoer mencapai kemurnian yang optimal# dan
pengambilan destilat sudah dapat di mulai# pengambilan destilasi dilakukan
sebelum kesetimbangan diperoleh# yaitu segera setelah dilakukan sebelum
kesetimbangan diperoleh# yaitu segera setelah derajat kemurnian yang diharapkan
tercapai (ditentukan dengan analisis*pengukur temperatur dalam kolom).
Perbandingan antara kuantitas kondensat yang di kembalikan kekolom
(kuantitas refluks) persatuan. Faktu disebut perbandingan refluk dan merupakan
besaran penting dalam rektifikasi. :ntuk memperoleh pemisahan yang baik maka
di tetapkan perbandingan minimum.
Pada perbandingan refluks yang relatif kecil# yaitu banyak sedikit lebih
besar dari pada perbandingan refluks minimum# biaya pemanasan relatif murah.
7amun kolom&kolomnya memerlukan lebih banyak perlengkapan dan menjadi
lebih mahal.
6engan perbndingan refluks yang relatif besar# biaya pemasaran jadi lebih
tinggi tetapi biaya instalasinya lebih murah# semakin kecil perbandingan refluks#
semakin besar jumlah tahap pemisahan teoretis yang diperlukan.jumlah tahap
teoretis ini disebut juga jumlah pelat teoretis.
Pelat teoretis yang di maksud disini bekuanlah pelat yang sesungguhnya
melainkan bagian rektifikasi . bagian ini terjadi suatu kesetimbangan yang
Peralatan Industri Proses 2 | 9
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
10/34
sempurna (dalam hubungannya dengan perpindahan massa dan panas) antara uap
yang naik dan cairan yang mengalir dibalik kebawah.
Eang dimaksud dengan pelat praktis adalah pelat kolom yang
sesungguhnya*tinggi unggul jejak yang sesuai.
6erajat pemisahan pada pelat praktis selalu lebih kecil dari pada pelat
teoretis. :kuran derajat pemisahan dapat berupa perbandingan pengayaan
(enrichement retio) yaitu perbandingan antara derajat pemisahan yang
sesungguhnya dicapai dan yang di mungkinkan secara teoretis dari suatu pelat
(biasanya antara ,#0 dan ,#-).
Pada rektifikasi tersebut dilaksanakan pada dua proses yang berbeda '
. Perbandingan refluks dipertahankan konstan.
8al ini memang hanya memerlukan kerja pengoperasian atau pengendalian
yang lebih sedikit namun komposisi didalam labu dan kolom berubah. 6engan
demikian komposisi produk atas juga teru berubah# sehingga destilat sering harus
ditampung dalam fraksi yang berbeda&beda.
=. ;omposisi destilat dipertahankan konstan
Tetapi karena fraksi "at yang lebih mudah menguap didalam labu dan
kolom menurun terus# komposisi destilat yang konstan hanya mungkin dicapai
bila perbandingan refluks dinaikan terus.
%ika perbandingan refluks tidak lagi ekonomis dan konsentrasi terlalu
tinggi sehingga merugikan rektifikasi harus dihentikan. ;emudian residu harus
dikeluarkan langsung dari alat penguap labu.
)inggi dan dia#eter Menara siee tray
Persamaan&persamaan yang digunakan dalam menentukan tinggi peralatn pada
sieve tray adalah '
:ntuk menghitung tekanan total per piring # maka digunakan rumus '
ht =hd+h I
Peralatan Industri Proses 2 | 10
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
11/34
6imana ht G Tekanan Total per piring # mm "at cair
hd G Dugi gesek untuk piring kering# mm "at cair
h I G Tinggi tekan ekivalen "at cair diatas piring# mm "at cair
:ntuk menghitungh
I ialah dengan menggunakan tinggi tanggul weir hw
( tinggi "at cair bening yang melimpah ) tanggul weir h0w yang didapatkan dari
perhitungan dan factor korelasi empirik β .
h I = β (hw+h0w)
Tinggi di atas tanggul dihitung dengan suatu bentuk persamaan francis #dimana untuk tanggul 2 segmen lurus adalah '
h0w=43,4 ( q L Lw )
2
3
6imana 'h0w G Tinggi# mm
q L G aju aliran "at cair being m+ *min
F G panjang tanggul# m
jikaq L /¿ F dalam gallon per menit inchi# koefisien dalam persamaan
tersebut adalah ,#@1 danh0w dalam inchi.
Peralatan Industri Proses 2 | 11
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
12/34
2% M*(AA I!IA( /PA3K*D 3O+'M(
. Pengertian Menara >sian
>sian (packed colomn) seperti yang terlihat pada gambar# banyak
digunakan dalam absorpsi gas. $ara kerja menara ini adalah "at cair yang
masuk# dalam hal ini dimisalkan disebut Hcairan lemahI (weak li!uor)#
didistribusikan di atas isisan itu dengan distributor# sehingga pada operasi
yang ideal# membasahi permukaan isian itu secara seragam. as yang
mengandung "at terlarut# disebut Hgas gemukI (rich gas)# masuk ke ruang
pendistribusi yang terdapat di bawah isian dan mengalir ke atas melalui celah
antara isian# berlawanan dengan aliran "at cair.
>sian itu memberikan permukaan yang luas untuk kontak antara "at
cair dan gas dan membantu terjadinya kontak yang akrab antara kedua fase.
Jat terlarut yang ada di dalam gas gemuk itu diserap oleh "at cair yang masuk
ke dalam menara# sedangkan gas encer atau gas kurus (lean gas) akan keluar
Peralatan Industri Proses 2 | 12
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
13/34
dari atas. Jat yang pekat akan dikeluarkan dari bagian bawah menara melalui
lubang keluaran "at cair.
3. &enis&enis Menara Isian /Pa5ked 3olu#n
,a#$ar : Kolo# destilasi dan kolo# ekstraksi
Semua distilasi berusaha untuk memisahkan bahan didih lebih rendah
() dari bahan didih yang lebih tinggi (3). Packed column yang KdikemasK
dengan materi yang menciptakan area permukaan besar dalam kolom distilasi.
:ap naik melalui kolom# dikondensasikan oleh kondensor dan jatuh kembali
ke bawah kolom. 3ahan ini disebut kondensat. ;ondensat menurun mebasahi packed column. scending uap naik melalui kemasan basah dan dipaksa ke
dalam kontak intim dengan kondensat. >ni kontak intim menyebabkan uap
menjadi diperkaya dalam bahan didih lebih rendah. Proses ini sering disebut
perbaikan.
Peralatan Industri Proses 2 | 13
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
14/34
Pada umumnya aplikasi dari packed column meliputi '
. Minyak Mentah dan 6istilasi pecahan Petroleum
=. eneral Purpose 6istilasi pecahan
+. 9lavor dan 9ragrance 6istilasi pecahan
@. Minyak tsiri 6istilasi pecahan
/. 6aur :lang pelarut
C. 5acuum 6istillation 9ractionasi
%ika laju alir ditingkatkan# fraksi yang terbasahi akan meningkat pula
hingga sampai pada laju kritis "at cair# yang biasanya cukuptinggi# dimana
alat dapat bekerja lebih efektif karena seluruh permukaan dapat terbasahi.
3% Peralatan ada Menara Isian /Pa5ked 3olu#n
;olom isian sering digunakan untuk destilasi# ekstrasi cair&cair dengan
"at cair# humidifikasi dan absorbs gas. :ntuk destilasi dan humidifikasi#
fase gas merupakan fase kontinyu dan fase "at cair mengalir dalam arus&
arus kecil diantara isian. :ntuk ekstraksi "at cair dengan "at cair di dalam
menara isian# laju perpindahan massanya relative lebih rendah# akibat dari
luas antara muka dan juga keturbulenan yang rendah karena terhambat
bahan isian. 3ahan isian yang dipakai biasanya berukuran #/ m dengan
ketinggian = sampai =, ft. Selain itu menara isian dapat juga digunakan
sebagai kolom fraksionasi baik untuk destilasi batch maupun destilasi
kontinyu. 3ahan isian biasanya berukuran antara #/ sampai = in dengan
kapasitas yang hamper sama dengan sieve tray dengan 8?TP yang
berkisar anatara sampai = ft. ;apasitas (kolom) yang digunakan juga
tidak bisa terlalu besar# dengan beda tekanan yang harus relative rendah.
6engan kata lain# lata ini lebih menguntungkan bila operasinya pada
kondisi vakum.a% 8?TP (8eight of packing ?!uivalent to a Theoritical Plate)
6alam industri kimia# proses pemisahan berperan penting. Salah satu
proses yang sering ditemui adalah proses distilasi yaitu proses pemisahan
suatu campuran berdasarkan beda titik didihnya. :ntuk skala industri#
proses distilasi dilakukan di dalam menara distilasi. Pemilihan jenis
menara distilasi sangat tergantung dari efisiensi# kapasitas# dan kadar yang
ingin diperoleh. Secara umum ada dua macam menara distilasi yaitu
menara dengan bahan isian ( packed tower ) dan menara plate ( plate tower ).
Peralatan Industri Proses 2 | 14
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
15/34
Masing 2 masing jenis menara tersebut memiliki kelebihan dan
kelemahan. Menara bahan isian memberikan pressure drop yang lebih
kecil# biaya lebih murah# dan dapat digunakan untuk bahan yang tidak
tahan suhu tinggi. kan tetapi# pembersihannya sulit dilakukan.
Sebaliknya pada menara plate# pembersihan lebih mudah dilakukan dan
tidak terjadi by-passing dan channeling.
Salah satu cara perancangan menara bahan isian adalah dengan konsep
8?TP ( Height of packing Equivalent to a Theoritical Plate). 8?TP adalah
tinggi bahan isian yang akan memberikan perubahan komposisi yang sama
dengan perubahan komposisi yang diberikan oleh satu plate teoritis. 7ilai
8?TP dapat digunakan untuk menentukan efisiensi suatu menara bahan
isian dan untuk menentukan tinggi dan jenis bahan isian yang seharusnya
digunakan agar memberikan hasil yang maksimum. Metode ini dipilih
karena mudah dalam perhitungannya.
6istilasi merupakan suatu proses pemisahan komponen suatu larutan
berdasarkan distribusi substansi&substansinya pada fase gas dan cair
menggunakan perbedaan volatilitas dari komponen penyusunnya yang
cukup besar (Treybal#-1). Pada proses distilasi# fase uap kontak dengan
fase cair sehingga akan terjadi transfer massa dari uap ke cair dan
sebaliknya. $airan dan uap mengandung komponen yang sama tetapi
dengan jumlah atau komposisi yang berbeda. ;omponen yang lebih volatil
akan lebih banyak terdapat pada fase uap# sedangkan komponen yang
kurang volatil akan lebih banyak terdapat pada fase cair (9oust# -1,).
:ap mengalir ke atas dan cairan mengalir ke bawah. :ap dan cairan
kemudian dikontakkan dalam plate atau pada permukaan bahan isian.
Sebagian dari kondensat pada kondenser dikembalikan ke atas kolom
sehingga mengalir di atas feed point sedangkan sebagian dari cairan di
dasar menara diuapkan dengan reboiler dan dikembalikan sebagai uap.
3agian di bawah feed point di mana komponen yang lebih volatil
berpindah dari cairan ke uap# disebut sesi stripping sedangkan di atas feed
point # konsentrasi komponen yang lebih volatil meningkat dan disebut sesi
enriching . Sering ditemui# menara distilasi dioperasikan dengan lebih dari
satu aliran umpan masuk ($oulson# -1+).
$airan mengalir ke bawah pada permukaan bahan isian dalam bentuk
lapisan tipis. 8al ini menyebabkan terbentuknya luas permukaan cairan
Peralatan Industri Proses 2 | 15
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
16/34
yang lebih besar untuk kontak dengan gas yang mengalir dari bawah ke
atas (3rown# -/,).
3ila produk atas diinginkan berupa uap# hanya sebagian dari uap yang
diembunkan sebagai reflu.
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
17/34
+. 8arus dapat memiliki Lwetting characteristicL yang baik#
@. Tahan korosi#
/. Memiliki bulk density yang rendah#
C. Tidak mahal#
0. 8arus tidak bereaksi (kimia) dengan fluida di dalam menara#
1. 8arus kuat tetapi tidak terlalu berat#
-. 8arus mengandung cukup banyak laluan untuk kedua arus tanpa terlalu
banyak "at cair yang terperangkap (holdup) atau menyebabkan penurunan
tekanan terlalu tinggi.
:ntuk mengetahui tinggi bahan isian yang harus digunakan untuk
menghasilkan produk dengan komposisi sama dengan satu plate teoritis pada
menara bertingkat digunakan istilah 8?TP (8eight of Packing ?!uivalent to a
Theoretical Plate).
5ariabel&variabel yang mempengaruhi 8?TP antara lain '
. Tipe dan ukuran bahan isian#
=. ;ecepatan aliran masing 2 masing fluida#
+. ;onsentrasi fluida#
@. 6iameter menara#
/. Sifat fisis bahan yang difraksinasi#
C. Perbandingan diameter menara dan diameter bahan isian#
0. ;oefisien penyebaran atau distribusi cairan.
arutan ideal memiliki kriteria sebagai berikut'
Peralatan Industri Proses 2 | 17
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
18/34
• aya tarik&menarik antar "at terlarut sma dengan gaya tarik&menarik antara "at
terlarut dan "at pelarut serta antar "at pelarut#
• 8omogenitas untuk semua nilai fraksi mol# artinya ada pengenceran#
komponennya tidak mengalami perubahan sifat#
• Tidak ada perubahan volume pencampuran# artinya volume total larutan
adalah penjumlahan volum komponennya#
• Tidak ada perbedaan entalpi pencampuran# artinya tidak terjadi perubahan
panas ada saat pengenceran larutan#
• Mengikuti hukum Daoult' PiG i.Pio#
• Sifat&sifat fisinya adalah sifat&sifat penyusunnya.
arutan non&ideal adalah larutan yang daya tarik&menarik antara molekul
pelarut dan molekul "at terlarut tidak sama dengan daya tarik molekul "at
pelarutnya atau molekul "at terlarutnya.
arutan non ideal terdiri dari = jenis# yaitu'
. arutan non ideal deviasi positif# yang memiliki kriteria'
• beda entalpi pencampuran lebih besar dari nol#
• beda volume pencampuran lebih besar dari nol#
• tekanan uap murni lebih besar dari tekanan uap murni larutan ideal#
• pada sistem# campuran akan memberikan titik didih campuran minimum.
=. arutan non ideal deviasi negatif# yang memiliki kriteria'
• beda entalpi pencampuran lebih kecil dari nol#
Peralatan Industri Proses 2 | 18
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
19/34
• beda volume pencampuran lebih kecil dari nol tekanan uap murni larutan lebih
kecil dari tekanan uap murni larutan ideal#
• tekanan uap murni larutan lebih kecil dari tekanan uap murni larutan ideal#
• pada sistem# campuran akan memberikan titik didih campuran maksimum.
6. %enis&jenis >sian Menara pada Menara >sian (Packed $olumn)
a. $eramic Dandom Packing
$eramic Dandom Packing juga disebut sebagai ceramic column packing# #
ceramic random dump packing# packed tower packings# in shape of saddles
dan rings.
Permukaan keramik ceramic packing dapat menghasilkan film yang sangattipis# yang dapat mempromosikan pencampuran cair dan uap dan
menghasilkan sedikit penurunan tekanan pada waktu yang sama. $eramic
packing dapat diaplikasikan dalam suhu tinggi dan bahan kimia tahan korosi.
$eramic Dandom tower packing (column ceramic packing) meliputi'
$eramic >ntaloks Saddle Ding# $eramic Super >ntaloks Saddle Ding# Super
$ascade Ding# $eramic $ascade Ding#$eramic Pall Ding# $eramic $ross&
partition Ding# $eramic E 9orm Ding# $eramic $onjugate Ding# $eramic
Daschig Ding#$eramic
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
20/34
lapisan dari bejana reaksi di menara cuci# menara pendingin# reklamasi
menara# menara desulfurisasi# pengeringan menara dan menyerap menara.
Mereka juga dapat digunakan sebagai lapisan batu bata di kolam anti korosi
dan saluran.
b. Plastic Dandom packing
Peralatan Industri Proses 2 | 20
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
21/34
Plastic random packing sangat efisien untuk meningkatkan kapasitas
tower dan efisiensi. da banyak keuntungan proses yang dapat diwujudkan
dengan menggunakan Plastic Dandom packing di berbagai aplikasi .
Plastic random packing meliputi' Plastic Pall Ding random column
packing # Plastic $ascade ring random packing# Plastic $onjugate ring random
packing # Plastic Dosette ring random packing# 9orm Dosette# Plastic 9rame
3all# Polyhedral hollow ball# Plastic Devolve ball# Plastic Super Saddle ring
random packing# ?dge ball# Plastic Mesh ball# 8ollow floatation# Plastic Star
ring random packing# 9lower 3all # Plastic Taper Ding# Structured wire mesh
corrugated# Plastic 8eileN ring# Plastic Super mini ring column packing#
Plastic Saddle ring random column packing# Plastic Solid ball random column
packing# 3io packing# Plastic $orrugated random column Packing# $olumn
Packings and Packed $olumn 6esign# $eramic Saddles# Pall Ding#
plikasi dari Plastic Dandom Packing dapat digunakan dalam
penyerapan # menggosok # layanan transfer pengupasan dan panas. 3ahan
dasar plastic yang digunakan ' P? # PP # DPP # P5$ # $P5$ # P569
Peralatan Industri Proses 2 | 21
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
22/34
c. Metal Dandom Packing
Metal tower packing merupakan penggabungan dari kinerja gaya
pelana dan cincin. 3entuknya yang unik dapat membantu memastikan
terjadinya penurunan tekanan. eometri eksternal mencegah kemasan dari
saling atau melibatkan # memastikan keacakan dan luas permukaan yang
optimal dalam unggun # sementara jari internal lengkungan dan baling&
baling mempromosikan antarmuka gas yang optimal * kontak cairan
Peralatan Industri Proses 2 | 22
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
23/34
dengan sedikit hambatan atau terus&up . ;onsumsi energi berkurang #
karena rasio refluks yang lebih rendah .
Struktur ;olom Packing terbentuk dari lembaran tipis vertikal
bergelombang pengukur keramik * logam * plastik dengan sudut lipatan
terbalik dalam lembaran yang berdekatan untuk membentuk struktur
sarang lebah yang sangat terbuka dengan saluran aliran miring dan luas
permukaan yang relatif tinggi. efektif digunakan untuk meningkatkan uap
cair &kontak dan karenanya berbagai perangkat tambahan permukaan yang
tersedia untuk mempromosikan cairan tersebar di permukaan kemasan .
Desistansi rendah ke aliran uap bersama&sama dengan efisiensi
penggunaan permukaan yang tersedia cenderung memberikan kemasan
terstruktur keuntungan kinerja yang signifikan selama kemasan acak dalam
uap tingkat tinggi * sistem tingkat rendah cair .
Metal Dandom Packing meliputi ' metal intaloN saddles# metal super
intaloN saddles# 7utter ring# metal pall ring# metal $ascade mini rings#
metal conjugate rings# metal rectangle saddles# metal 5SP (eight four
inner radian ring). $olumn Packings and Packed $olumn 6esign# Pall
Ding.
plikasi Metal Dandom Packing '
a. Penyerapan dan Stripping (di mana kapasitas tinggi dan berbagai tahap
yang diperlukan)#
b. Menara distilasi (dari vakum dalam tekanan konstan)#
c. Perpindahan panas (fractionators kilang dan olefin kolom memuaskan
tanaman)
d. 8eat Transfer dan Massa plikasi# as MiNing# ?kstraksi.
Peralatan Industri Proses 2 | 23
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
24/34
Peralatan Industri Proses 2 | 24
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
25/34
ando# Pa5king
(a) Daschig Dings# (e) >ntaloN saddle#
(b) essing Dings# (f) Tellerette#
(c) Partition Dings# (g) Pall Ding.
(d) 3erl Saddle#
egular Pa5king
(a) Daschig Dings# (c) ?Npanded Metal&ath Packing#
Peralatan Industri Proses 2 | 25
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
26/34
(b) 6ouble Spiral Dings# (d) Food rids
Distri$usi +iuid
Peralatan Industri Proses 2 | 26
for LARGE diameter of
tower
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
27/34
Dry a5king tidak efektif untuk transfer massa# sedangkan !ray (oles
banyak entrainment li!uid dalam gas.
Tipe Packing ()
Peralatan Industri Proses 2 | 27
for SMALL diameter of
tower
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
28/34
Secara umum dibagi dalam tiga kelas'
O %ando# atau du#ped packing # packing yang diisikan secara acak ke dalam kolom#
O !tructured atau systematically rando#ed packing # packing yang tersusun dalam
kolom#
O rids.
Tipe Packing (=)
Tipe Dandom Packing ()
,enerasi erta#a
3erl Saddles .>ntaloN saddle Daschig ring (carbon)
=.Super intaloN saddle
+. Pall ring @. 8y Pack
*% Dia#eter Menara Isian
6iameter menara isian tergantung pada banyaknya gas atau "at cair
yang akan diolah# sifat&sifatnya dan rasio antara kedua arus itu. Tinggi dan
Peralatan Industri Proses 2 | 28
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
29/34
volume menara isian tergantung juga pada tingkat perubahan konsentrasi
dan pada laju perpindahan massa per satuan volume isian.
&enghitung Pressure 'rop pada &enara (sian
liran di packed bed absorber berlawananan arah# cairan jatuh ke
bawah karena gravitasi# gas mengalir ke atas dengan sedikit pressure drop.
aju alir massa
lb
hrm2
G y= M
yV
S
Hubungan ) * ) y* dan +P
Ter,adinya eno#ena looding
Peralatan Industri Proses 2 | 29
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
30/34
liran gas ke atas gas yang memiliki gaya dorong terhadap cairan akan
memperlambat laju alir cairan. Semakin besar laju alir gas semakin besar gaya
dorong. ;etika gaya dorong mendekati gravitasi# maka cairan akan mengalir
lebih lambat# dan cairan mulai terakumulasi di tower.
;et '
i!uid holdup adalah fraksi intersticial volume yang terisi cairan.
>nterstical volume adalah ruang kosong antara packing
oading adalah kenaikan holdup cairan karena naiknya laju alir gas
9looding adalah aliran ke bawah cairan berhenti karena tingginya aliran ke
atas gas
Pengaruh kuran Packing
Peralatan Industri Proses 2 | 30
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
31/34
9ig% Air lo;rate at ;hi5h looding o55urs intalo< saddles at dierent
;ater lo;rates
Semakin besar ukuran packing# semakin toleran terhadap laju alir gas
yang lebih tinggi
Peralatan Industri Proses 2 | 31
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
32/34
:ntuk berbagai jenis packing. Setiap packing memiliki nilai 9 p G faktor
packing
N# y '
lb
ft 2−s
N ' cP
QN# Qy '
lb
ft 3
gc ' +=#=lbf −ft lb−s
2
Peralatan Industri Proses 2 | 32
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
33/34
9aktor Packing
&enghitung 'ia#eter &enara
6iketahui #5
8itung 6p# sehingga Rp*JT ,#=/&,#/ in 8=
-
8/18/2019 Menara ayak dan menara isian (PIP kelompok 10,Anggi & Rando).docx
34/34
DA9)A P'!)AKA
http'* *artikelteknikkimia.blogspot.com*=,=**packed&tower.html
http'**en.wikipedia.org*wiki*Packedbed
http'**tentangteknikkimia.wordpress.com*=,*=*C*hetp&height&of&packing&e!uivalent&to&a&
theoritical&plate*.html
http'**wijahadi.blogspot.com*=,=*,/*contoh&makalah&proses&pengolahan&minyak.html
http'**www.columbia.edu*itc*seas*?+1,&lab*pbd.html
http'**www.ebcu.com*p&chemical&tower&packing&0,@.html
http'**www.fractional&distillation.com*packedcolumndistillation.html
http'**www.separationprocesses.com*bsorption*$hp,@a.htmUTopPage
http'**www.tower&packing.com*TowerStructure.html
http://artikelteknikkimia.blogspot.com/2012/11/packed-tower.htmlhttp://artikelteknikkimia.blogspot.com/2012/11/packed-tower.htmlhttp://artikelteknikkimia.blogspot.com/2012/11/packed-tower.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Packed_bedhttp://tentangteknikkimia.wordpress.com/2011/12/16/hetp-height-of-packing-equivalent-to-a-theoritical-plate/.htmlhttp://tentangteknikkimia.wordpress.com/2011/12/16/hetp-height-of-packing-equivalent-to-a-theoritical-plate/.htmlhttp://tentangteknikkimia.wordpress.com/2011/12/16/hetp-height-of-packing-equivalent-to-a-theoritical-plate/.htmlhttp://wijahadi.blogspot.com/2012/05/contoh-makalah-proses-pengolahan-minyak.htmlhttp://www.columbia.edu/itc/seas/E3810-lab/pbd.htmlhttp://www.ebcu.com/p-chemical-tower-packing-1117104.htmlhttp://www.fractional-distillation.com/packed_column_distillation.htmlhttp://www.separationprocesses.com/Absorption/GA_Chp04a.htm#TopPagehttp://www.tower-packing.com/Tower_Structure.htmhttp://artikelteknikkimia.blogspot.com/2012/11/packed-tower.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Packed_bedhttp://tentangteknikkimia.wordpress.com/2011/12/16/hetp-height-of-packing-equivalent-to-a-theoritical-plate/.htmlhttp://tentangteknikkimia.wordpress.com/2011/12/16/hetp-height-of-packing-equivalent-to-a-theoritical-plate/.htmlhttp://wijahadi.blogspot.com/2012/05/contoh-makalah-proses-pengolahan-minyak.htmlhttp://www.columbia.edu/itc/seas/E3810-lab/pbd.htmlhttp://www.ebcu.com/p-chemical-tower-packing-1117104.htmlhttp://www.fractional-distillation.com/packed_column_distillation.htmlhttp://www.separationprocesses.com/Absorption/GA_Chp04a.htm#TopPagehttp://www.tower-packing.com/Tower_Structure.htm