Depokers: BUBBLE COLOUM

URAIAN

Operasi pemisahan komponen dari suatu campuran ialah operasi yang didasarkan atas perpindahan bahan dari satu fase ke fase yang lain. Pada kontak antar fase dan pemisah fase teknik-teknik yang digunakan seperti distilasi (penyulingan), absorpsi (penyerapan) gas, dehumidifikasi (pengurangan kelembaban) dan ekstraksi zat cair. Misalnya saja fungsi daripada distilasi ialah untuk memisahkan, dengan jalan menguapkan suatu zat cair yang mampu campur dan mudah menguap.

Pada absorpsi gas misalnya, uap yang dapat larut diserap dari campuran di mana uap itu terdapat bersama gas yang tak dapat larut dengan bantuan zat cair yang dapat melarutkan uap itu tetapi tidak melarutkan gas campurannya. Dehumidifikasi yaitu pembuangan kelembaban dua komponen diolah dengan suatu pelarut yang lebih banyak melarutkan salah satu atau beberapa komponen di dalam campuran itu. Campuran yang telah diolah dengan cara tersebut disebut rafinat dan fase yang kaya pelarut disebut ekstrak.

Pengertian Bubble coloum

Perbedaan dalam komposisi kesetimbangan antara fase likuid dan uap dapat digunakan untuk memisahkan suatu komponen secara individu ataupun campuran. Dalam peralatan industri untuk operasi transfer uap-likuid, uap dapat berupa gelembung yang melalui (melintas) fase likuid secara kontinyu (droplet) likuid yang jatuh kedalam fase uap secara kontinyu, ataupun kombinasi dari beberapa metode lainnya.

Pengertian dari gelembung uap (bubbling vapor) yang melintasi likuid adalah uap didistribusi melalui sparger atau pipa berlubang (perforated pipe) yang terletak pada dasar tangki yang berisi likuid. Gelembung-gelembung uap tersebut melintasi likuid selama masa lintasannya ke permukaan (ke bagian atas kolom), dimana ia akan terpisah dan meninggalkan kolom melalui jalur uap bagian atas (overhead) dari kolom.

Kolom gelembung (bubble coloum) dapat berupa piringan dengan sejumlah lubang yang di las pada risers atau chimney, dimana uap akan lewat melintas dari bagian bawah kolom. Tiap risers dipenuhi oleh sejumlah cap berbentuk bell (genta) untuk mempercepat uap melalui risers tersebut.

Dalam operasinya, uap (vapor) naik melalui chimney, menghasilkan sejumlah gelembung dari slot dari bagian bawah cup didalam likuid, dimana level (ketinggian) likuid dijaga pada plate oleh weir (dam) sehingga permukaan likuid adalah 2-2,5 inch diatas slot dari bubble cap. Likuid diumpankan pada plate dan turun melintasi downspout menuju bagian bawah plate dimana uap akan melintas naik melalui plate bercampur dengan likuid pada plate karena disperse yang dihasilkan oleh slot dalam bubble cap. Uap kemudian terpisah pada permukaan likuid dan melintasi bagian atas piringan (plate). Hal ini dapat dicapai dengan aliran berlawanan arah (countercurrent) dari likuid yang melintas turun dengan uap yang melintas naik melalui kolom.

Peralatan pada bubble coloum

Kolom Piring Gelembung (Bubble Plate Coloum)

a. Dengan tanggul dan salauran limpah yang bundar

Kolom piring gelembung (bubble plate coloum), merupakan salah satu alat yang digunakan pada kontak anatar fase dan pemisah fase dimana bentuk pemisahannya dilakukan dengan cara destilasi. Alat ini terdiri dari tanggul (weit), dan pipa saluran limpah (downcomers).

Dalam kolom ini harus terjadi perpindahan massa dan panas antara uap yang naik dan cairan yang mengalir turun. Sampel yang biasa digunakan alat ini adalah yang berupa liquid, misalnya etanol dan air. Pada alat ini terdapat pelat-pelat yang berfungsi sebagai perlengkapan dalam (internal fitting) berupa bidang yang letaknya mendatar dan disusun satu diatas yang lain pada jarak-jarak tertentu di dalam pipa kolom. Pada setiap plat terdapat lapisan cairan dengan ketinggian tertentu. Cairan ini diterobos oleh uap yang naik melalui lubang-lubang pada pelat.

b. Piring aliran melintang yang menunjukkan jalan masuk dan jalan keluar tanggul

Alat ini digunakan untuk cairan, dimana cairan masuk melewati piring menuju ke piring berikut di bawahnya. Cairan di dalam kolom dipindahkan dari pusat piring. Alat ini juga harus mempunyai cairan yang dapat menahan pada piring yang lebih rendah untuk mencegah uap air mengalir dari atas alat ini. Cairan pada piring yang lebih rendah ditahan oleh sebuah tanggul (weit). Tanggul ini berfungsi untuk mendistribusikan cairan. Cairan yang masuk melalui tanggul akan mengalir melintang sesuia dengan aliran pada piring untuk selanjutnya mengalir ke jalan keluar tanggul.

Bubble Cap (Pelat Genta)

Suatu bubble cap adalah suatu piringan yang dilebgkapi dengan sebuah lubang yang menuju suatu pipa yang sesuai yaitu chimney, yang dilewati oleh uap dari bagian bawah piringan. Tiap-tiap pipa arah naik ditutupi oleh sumbat berbentuk bel (genta). Sumbat-sumbat tersebut diberi bingkai agar tersedia ruang yang cukup antara riser (pipa naik) dan sumbat sebagai tempat keluarnya uap.

Pada operasinya, uap naik melalui chimney dan dialihkan ke bawah oleh sumbat. Keluarnya berupa gelembung-gelembung kecil dari celah pada bagian bawah sumbat dibawah cairan. Level cairan diduga diatas pinggiran oleh suatu alat yang berupa weit. Jadi, permukaan weit sekitar 2-2,5 in diatas puncak celah dari bubble cap. Cairan memasuki piringan dan melewatinya dan turun melalui pipa turun melalui piringan ke bagian bawah piringan (plate). Sementara uap turun melalui piringan bercampur dengan cairan yang berada diatas piringan karena hamburan dihasilkan dari celah bubble cap. Uap kemudian terpisah pada permukaan cairan dan melewati bagian atas piringan, selanjutnya sejumlah aliran balik dari likuid melewati bagian bawah dan uap melewati bagian atas, melewati kolom penampang hasil.

Peralatan bubble coloum ini banyak diaplikasikan didalam proses yang melibatkan pemisahn secara termal, seperti pada Destilasi, Rektifikasi, dan Fraksionasi.

Kolom Destilasi dan Rektifikasi

Destilaasi dan rektifikasi adalah proses pemisahan termal yang digunakan secara luas dibidang teknik untuk memisahkan campuran dalam jumlah yang besar.

Contoh:

Ø Destilasi atau penyulingan larutan, untuk mengurangi volumenya, untuk meningkatkan konsentrasi zat terlarut atau untuk mengkristalkan bahan padat yang terlarut

Ø Destilasi produk antara atau produk akhir yang diperoleh pada reaksi kimia

Ø Rektifikasi pelarut organik yang telah tercemar, agar diperoleh cairan murni yang dapat digunakan kembali.

Ketiga proses diatas adalah serupa, yaitu pemisahan terjadi oleh penguapan salah satu komponen dari campuran, artinya dengan cara mengubah bagian-bagian yang sama dari keadaan cair menjadi berbentuk uap. Persyaratannya adalah kemudahan menguap (volatilitas) dari komponen yang akan dipisahkan berbeda satu dengan lainnya.

Bila suatu campuran yang terdiri atas dua jenis cairan yang saling larut akan dipisahkan, sedangkan tekanan uap atau titik didih keduanya relative berdekatan, maka pemisahan tidak cukup dilakukan dengan satu kali destilasi sederhana. Hal ini karena selain mengandung zat yang lebih mudah menguap, uap yang terbentuk (berarti pula destilatnya) juga banyak mengandung zat yang lebih sukar menguap.

Rektifikasi berarti memisahkan komponen-komponen yang mudah menguap dari suatu campuran cairan dengan cara penguapan dan kondensasi berulang-ulang, dengan perpindahan massa serta panas melalui refluks yang terkendali. Setelah itu uap dikondensasi dan kondensat ditampung.

Diameter bubble coloum

Efisiensi kontak antara likuid dan uap pada plate tergantung pada besarnya agitasi yang disebabkan suplai energi oleh uap yang melewati likuid pada piringan. Pada kecepatan uap yang rendah, maka dihasilkan efisiensi panas yang rendah pula. Hal ini disebabkan oleh turunnya level (ketinggian) likuid pada piringan. Makin tinggi kecepatan uap, maka makin tinggi juga efisiensi plate karena kontak yang panjang. Pada kecepatan uap yang sangat tinggi, pemsukan likuid ke uap dimulai dan uap cenderung membentuk kerucut. Efisiensi maksimum plate dicapai diatas interval kecepatan uap.

Diameter kolom bubble dapat ditentukan dengan prosedur kelebihan kapasitas. Beban uap ini berbeda di beberapa tempat sehingga menyebabkan cross sectional area harus di justifikasi.

Daerah aktif pada piring pada bubble-cap