(Chapter VI - Unit Operation) Humidification

LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA

“ HUMIDIFIKASI ”

Disusun Oleh :

Kelompok 4A :

Elisabeth Prassita D (112010)

Metodius Billy S (112024)

AKADEMI KIMIA INDUSTRI SANTO PAULUS

SEMARANG

2014

A.  DASAR TEORI

Humidifikasi adalah proses perpindahan air dari fase cair ke dalam campuran gas yang terdiri dari udara dan uap air. Proses ini terjadi karena adanya kontak antara cairan  yang memiliki temperatur lebih tinggi daripada campuran gas dan uap air. Syarat dari terjadinya proses humidifikasi adalah gas tidak dapat melarut dalam cairan. Di dalam operasi teknik kimia, yang dimaksud proses humidifikasi meliputi: humidifikasi, dehumidifikasi, pendinginan gas, pendinginan cairan, pengukuran kandungan uap. Ada 3 cara untuk mengukur humidity udara:

1.      Cara dew point

Dari dew point yang dicari dengan bantuan diagram psikhrometrik maka humidity udara dapat ditentukan.

2.      Cara wet bulb

Sering disebut dengan metode psikhrometrik, yaitu dengan cara mengukur temperatur wet bulb dan dry bulb secara simultan. Dari hasil pengukuran kedua temperatur tersebut dan dengan bantuan diagram psikhrometrik maka humidity udara dapat dihitung.

3.      Cara langsung

Kandungan air dalam udara dapat ditetukan secara langsung yaitu dengan cara absorbsi.

Proses kontak udara-air juga digunakan untuk humidifikasi udara. Di dalam humidifier, air disemprotkan ke dalam aliran udara kering yang hangat sehingga terjadi perpindahan massa dan panas sensibel. Udara mengalami humidifikasi dan pendinginan secara adiabatis. Pada proses humidifikasi ini tidak perlu dicapai suatu kesetimbangan akhir, dan udara boleh saja meninggalkan spray chamber pada kondisi yangbelum jenuh.

Alat yang digunakan pada proses humidifikasi disebut humidifier. Ciri-ciri humidifier adalah berbebtuk persegi empat dengan dilengkapi spray nozzle di dalam ruangan chamber yang berfungsi untuk menyemprotkan air menjadi bagian kecil semacam kabut sehingga hampir semua air menguap ke dalam aliran udara.

Berikut adalah istilah-istilah yang digunakan dalam proses humidifikasi :

1.      Dry bulb temperatur

Merupakan temperatur campuran uap dan gas yang diukur oleh termometer yang tercelup di dalam campuran itu.

2.      Relative saturasi

Disebut juga relative humidity (H_R). Besarnya nilai relative humidity berbanding lurus dengan tekanan uap pada kondisi jenuhnya pada setiap temperatur.

3.      Persen saturasi

Disebut juga persen absolute humidity (H_P) yang didefinisikan sebagai:

H_P = 100 Y’/Y’s

Dimana harga pada keadaan jenuh dihitung pada dry bulb temperatur dari campuran

4.      Dew point

Merupakan temperatur dimana campuran uap dan gas yang tidak berhubungan dengan cairannya menjadi jenuh karena didinginkan pada tekanan total yang tetap.

5.      Humid volume

Merupakan volume campuran (dalam cuft) setiap 1 lb  gas kering yang berada dalam campuran tersebut pada temperatur dan tekanan yang bersangkutan.

6.      Humid heat

Merupakan panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1oF dari 1 lb gas dalam campurannya pada tekanan tetap.

7.      Enthalpy

Merupakan jumlah dari (relative) enthalpy gas dan uap yang terkandung.

B.  ALAT DAN BAHAN

1.      Alat : humidifier, panci, kompor, termometer, kompresor

2.      Bahan : air

C.    CARA KERJA

1.      Panaskan air dengan suhu yang ditentukan (60ºC dan 70 ºC)

2.      Masukkan air ke dalam penampung air dan ukur lagi suhunya

3.      Siapkan kompresor dan pasang ke aliran humidifier

4.      Nyalakan kompresor dan buka aliran dan secara bersamaan buka valve.

5.      Amati temperatur td dan tw setiap 5 menit. Lakukan hingga air di dalam penampung habis.

D.    DATA PENGAMATAN

1.      Percobaan 1

Suhu air = 62^oC

Volume air mula-mula = 10,3  liter

Waktu (menit)	Suhu Bawah		Suhu Atas
	tw (ºC)	td (ºC)	tw (ºC)	td (ºC)
0	30	30	30	30
5	29	31	30	30
10	29	30	29	34
15	28	30	29	33
20	29	31	29	33
25	29	31	29	31
30	27	30	30	33
35	27	30	30	32
40	27	30	30	31
45	29	30	29	30
50	28	29	29	30
55	28	29	30	32
60	28	32	30	32
65	29	31	30	31
70	28	32	30	31
75	28	32	30	31
80	27	29	27	30
85	27	29	30	33
90	27	29	30	32

2.      Percobaan 2

Suhu air = 58^oC ; Volume air mula-mula = 10,3 liter

Waktu (menit)	Suhu Bawah		Suhu Atas
	tw (ºC)	td (ºC)	tw (ºC)	td (ºC)
0	29	30	29	30
5	28	29	29	29
10	28	30	30	38
15	28	30	30	36
20	28	30	31	35
25	28	30	31	34
30	28	30	31	31
35	28	30	30	31
40	28	30	30	32
45	28	30	30	32
50	28	30	30	32
55	28	30	31	31
60	28	29	31	35
65	25	28	32	34
70	25	28	33	32
75	25	29	31	32
80	25	29	32	33
85	25	30	31	32
90	25	31	31	32
95	26	31	31	32
100	26	31	32	33
105	27	31	32	33
110	28	31	32	33
115	26	29	32	33
120	25	28	32	33
125	24	28	32	34
130	24	28	33	34
135	24	27	33	35
140	24	29	33	34
145	28	29	33	35
150	24	30	34	35
155	25	30	33	35
160	25	30	34	35
165	24	29	32	33

E.     PERHITUNGAN

1.      Percobaan 1 (suhu 70 ^oC)

tw rata-rata = 28,81 ^oC = 83,9 ^oF

td rata-rata = 30,87 ^oC = 87,6 ^oF

Y’s = 0,03

Y’= 0,025

Hp = Y’/Y’s x 100%

     = (0,025/ 0,03) x 100%

     = 83,3%

Vh = 0,730 ( 1/28,97 + 0,025/18,02) ((87,6+460)/1)

     = 14,35 cuft udara basah/lb udara

Cs = Cb + Y’ Ca

    = 0,24 + (0,025)(0,45)

    = 0,251 Btu/lb udara kering

H = Cs (td-t0) + Y’ λ0

   = 0,251 (87,6 – 32) + (0,025)(1075,2)

   = 40,84 Btu/lb udara kering

H’(Hp) = H’d + (H’s - H’d) (Hp)

           = 13 + (38-12) (0,833)

           = 33,82 Btu/lb udara kering

2.      Percobaan 2 (60 ^oC)

 tw rata-rata = 28,91 ^oC = 84 ^oF

 td rata-rata = 31,20 ^oC = 88,2 ^oF

Y’s = 0,025

Y’= 0,023

Hp = Y’/Y’s x 100%

     = (0,023/ 0,025) x 100%

     = 92%

Vh = 0,730 ( 1/28,97 + 0,023/18,02) ((88,2+460)/1)

     = 14,41 cuft udara basah/lb udara

Cs = Cb + Y’ Ca

    = 0,24 + (0,023)(0,45)

    = 0,25 Btu/lb udara kering

H = Cs (td-t0) + Y’ λ0

   = 0,25 (88,2 – 32) + (0,023)(1075,2)

   = 39,08 Btu/lb udara kering

H’(Hp) = H’d + (H’s - H’d) (Hp)

           = 14 + (38-14) (0,92)

           = 36,08 Btu/lb udara kering

F.     PEMBAHASAN

Proses humidifikasi merupakan suatu proses yang dapat menambah kadar air dalam gas.  Dalam proses tersebut ada dua cara yaitu dengan pemanasan dan tanpa pemanasan. Pada proses humidifikasi, aliran gas dan dan aliran air dikontakkan secara counter current dimana air mengalir dari atas dan gas/udara mengalir ke atas dari bawah dengan bantuan kompresor dengan laju alir sirkulasi air tertentu. Valve harus diatur lajunya agar air dari tangki penampung dapat keluar menjadi dingin (pendinginan secara adiabatis). Bila valve dibuka terlalu besar maka fungsi dari udara yang dikontakan menjadi percuma.

Pada percobaan kali ini dilakukan tanpa proses pemanasan. Data yang diambil seperti, suhu air di dalam tangki penampung, suhu gas masuk (T_d dan T_w),  suhu gas keluar ( T_d dan T_w), dan beda tekanan di dalam tangki.

Dengan bertambahnya jumlah aliran air yang dikontakkan dengan udara proses maka akan meningkatkan kandungan air dalam udara sampai mencapai kondisi jenuh.

G.    KESIMPULAN

Pada praktikum humidifikasi dapat di temukan harga H’ untuk air bersuhu 60⁰ C= 36,08 Btu/lb udara kering sedangkan harga H’ untuk air bersuhu 70⁰ C = 33,82 Btu/lb udara kering

H.    DAFTAR PUSTAKA

Diktat., humidifikasi dan pengeringan hal 1-40

Semarang, 17 September 2014

Pembimbing                                                           Praktikan

(Ir. Sari Purnavita)                               (Metodius Billy)     (Elisabeth P)