b. Axial absorbsi oksigen dalam air pada kolom gelembung bersekat vertikal
Kolom bubble (gelembung) banyak digunakan dalam industri kimia, antara lain sebagai absorber, fermentor dan reaktor dimana terjadi reaksi antara gas dan liquida yang dalam proses tersebut sangat memerlukan daerah kontak yang besar antara kedua phase tersebut. Kolom bubble adalah peralatan yang sederhana dan tidak mahal. Kolom bubble merupakan alat kontak dimana gas yang masuk berupa bubble bergerak secara relatif terhadap phase liquida kontinyu. Gas masuk melalui sparger pada dasar kolom, begitu gas masuk kedalam kolom maka liquida akan mengembang. Dalam kolom, gas terdispersi ke dalam phase liquida dalam bentuk gelembung-gelembung kecil yang berakibat luas kontaknya menjadi besar. Perpindahan massa terjadi selama pembentukan gelembung dan juga selama gelembung naik ke permukaan. Dalam paper ini akan dibuat suatu model yang dikembangkan untuk memprediksi profil konsentrasi oxygen yang melarut secara axial dalam kolom vertikal. Profil yang terbentuk dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnya oleh koeffisien perpindahan massa gas-liquida secara over-all, oleh koeffisien dispersi axial dan radial phase-liquida, dan perbedaan geometric, hydrodynamic dan sifat-sifat operasional kolom gelembung tersebut. Model yang dikembangkan ini akan memungkinkan untuk membuat prediksi oxygen terlarut dalam berbagai arah axial dalam kolom gelembung.
Beberapa peneliti yang telah melakukan penelitian ini antara lain Blazej at al (2003), yang menggunakan persamaan continuity dan persamaan momentum untuk campuran dalam kolom bergelembung yang membandingkan antara hasil simulasi dengan experimen untuk menentukan gas holdup. Cook at al (2001), telah meneliti secara simulasi numerik dan membandingkannya dengan hasil dari experimen yang menggambarkan gerakan gelembung terhadap aliran gas yang naik secara bertahap. Krishna at al (2003), meneliti kolom bergelembung baik secara flow regime homogen ataupun heterogen menggunakan model computational fluid dynamic (CFD) untuk menggambarkan hydrodinamika dan perpindahan massa dari kolom bergelembung tersebut. Romanainen at al (1994), menggunakan penyelesaian secara numerik berdasar pada diskretisasi beda-hingga dan orthogonal collocation pada model reaktor kolom gelembung steady-state; ternyata dasar collocation memberikan hasil yang lebih teliti.
Tujuan ini adalah untuk mengembangkan suatu model guna memprediksi distribusi profile secara axial dari oksigen yang melarut dalam kolom gelembung bersekat. Model ini dipakai menghitung konsentrasi oksigen dengan membandingkannya dengan data yang di dapat dari experiment, yang dilakukan pada kolom bersekat tinggi 200 cm dan diameter 3,2 cm. Profile yang di dapat ternyata dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain, koeffisien perpindahan massa gas-liquid, koeffisien dispersi axial phase liquida, laju gas dan laju air. Model ini ternyata dapat membuat distribusi konsentrasi oksigen secara axial yang mendekati hasil experiment.
Dari hasil simulasi ternyata bubble kolom dengan memakai sekat memberi hasil absorbsi oksigen yang lebih tinggi dari pada tanpa sekat. Sedangkan sudut sekat 135o transfer masssa oksigen ke dalam air lebih baik dari pada sudut kemiringan 45o. Pada kemiringan sudut 135o maka gelembung-gelembung akan terpecah menjadi gelembung yang lebih kecil diameternya, sehingga luas permukaanya menjadi lebih besar dan berakibat perpindahan massanya lebih baik. Dengan memakai cara simulasi ternyata hasil yang diperoleh ternyata mendekati hasil experimen, dan kelebihan yang lain adalah dapat diketahui profil konsentrasi oksigen pada seluruh kolom.
c. Gasifikasi batubara, penerapan teknologi bersih setelah proses pembakaran
Penerapan teknologi ini dikenal dengan “Burn it “dirty” then clean it up “. Emisi dikurangi dengan menggunakan teknologi :
Denitrifikasi,
Desulfurisasi,
Electrostratic precipitator (penyaring debu)
Teknologi Denitrifikasi
Penerapannya dengan cara memasang peralatan denitrifikasi pada saluran gas buang untuk mengurangi emisi NOx.
Teknologi Dedusting
Teknologi dedusting digunakan untuk mengurangi partikel yang berupa debu. Menggunakan electrostatic precipitator (ESP), berupa elektroda yang ditempatkan pada aliran gas buang.
Teknologi Desulfurisasi
Bertujuan mengurangi emisi SO2, menggunakan peralatan desulfurisasi “flue gas desulfurization (FGD)”. Ada dua tipe FGD yaitu :
1. FGD basahcampuran air dan gamping disemprotkan dalam gas buang. 2. FGD kering campuran air dan batu kapur atau gamping yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar.
Teknologi CO2 Removal
Dilakukan pemisahan gas CO2 dari gas buang. Pemisahan ini mengggunakan bahan kimia amino dan memerlukan energi sebesar seperempat dari energi listrik yang dihasilkan.
Teknologi Gasifikasi
Proses gasifikasi batubara adalah proses perubahan batubara padat menjadi gas yang lebih mudah terbakar dengan klasifikasi berdasarkan nilai panas (heating value), yaitu Low-btu (180-350 Btu/scf), Medium-btu (250-500 Btu/scf), High-btu (950-1000 Btu/scf). Proses gasifikasi batubara ada dua jenis yaitu UCG (Underground Coal Gasification) dan IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle).
UCG
UCG adalah proses gasifikasi batubara secara insitu. Batubara dikonversi ke bentuk gas dibawah tanah dengan cara menginjeksikan suatu oksidan (uap dan oksigen) yang bertekanan tinggi ke dalam lapisan batubara pada suatu pipa yang disebut dengan pipa injeksi, lalu dilapisan batubara oksidan tersebut direaksikan dengan batubara baik secara homogen (gas-gas) maupun heterogen (gas-padat).
Reaksi pembakaran dijaga suhu dan konsentrasi oksigennya agar reaksi pembakaran hanya mencapai proses pirolisa (pembaraan) atau istilah lainnya adalah pembakaran tidak sempurna. Lalu gas hasil reaksi digiring keluar melalui pipa produksi. Hasil keluarannya adalah H2 dan CO
IGCC
IGCC merupakan teknologi batubara bersih yang sekarang dalam tahap pengembangan. Berbeda dengan UCG yang prosesnya secara insitu, pada IGCC batubara di bawah tanah dieksplorasi terlebih dahulu, lalu proses kimianya berlangsung di dalam reactor gasifikasi (gasifier). Mula-mula batubara yang sudah diproses secara fisis diumpankan ke dalam reactor dan akan mengalami proses pemanasan sampai temperature reaksi serta mengalami proses pirolisa. Kecuali bahan pengotor, batubara bersama-sama dengan oksigen dikonversikan menjadi hydrogen, karbon monoksida dan methane.
Prinsip kerja dari IGCC ditunjukkan pada gambar di bawah. IGCC merupakan perpaduan teknologi gasifikasi batubara dan proses pembangkitan uap.
Kelebihan-kelebihan IGCC
Teknologi IGCC ini mempunyai kelebihan yaitu dalam hal bahan bakar :
1. Tidak ada pembatas untuk tipe, ukuran dan kandungan abu dari batubara yang digunakan. Dalam hal lingkungan : emisi SO2, NOX, CO2 serta debu dapat dikurangi tanpa penambahan peralatan tambahan seperti de-SOX dan de-NOX dan juga limbah cair serta luas tanah yang dibutuhkan juga berkurang.
2. Disamping itu pembangkit listrik IGCC mempunyai produk sampingan yang merupakan komoditi yang mempunyai nilai jual seperti : sulfur, asam sulfat dan gypsum.
3. Efisiensi pembangkit listrik ICGG berkisar antara 38 - 45 % yang lebih tinggi 5 - 10 % dibandingkan PLTU batubara konvensional. Hal ini dimungkinkan dengan adanya proses gasifikasi sehingga energi yang terkandung dalam batubara dapat digunakan secara efektif dan digunakannya HRSG untuk membentuk suatu daur kombinasi antara turbin gas dan turbin uap.
d. Biodiesel Non Katalitik
Produksi biodiesel secara non-katalitik memiliki keuntungan yaitu tidak memerlukan proses pemurnian sebelum dan sesudah reaksi, tidak memerlukan katalis sehingga biaya yang akan dikeluar untuk proses produksi dapat dikurangi. Pembuatan biodiesel dalam kondisi superkritis dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi. Penggunaan reaktor bertekanan tinggi selain membutuhkan biaya dan produksi yang tinggi juga beresiko membahayakan keamanan dan keselamatan karena lebih mudah meledak, untuk mengurangi resiko kecelakaan dan biaya yang dikeluarkan untuk proses produksi dibutuhkan alternatif lain dalam pembuatan biodiesel, salah satunya dengan penggunaan bubble culomn reactoratau reaktor kolom gelembung. Dengan metode Superheated Methanol Vapor (SMV)-Bubble Column, reaktor kolom gelembung berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi antara minyak dengan metanol dalam bentuk uap super terpanaskan. Diagram alir proses pembuatan biodisesel secara non-katalitik dapat dilihat pada Gambar.
Permasalahan utama pada non-katalitik metode Superheated Methanol Vapor (SMV)-Bubble Column adalah laju reaksi produksi biodiesel masih rendah. Untuk meningkatkan laju reaksi yang terjadi maka diperlukan permukaan kontak yang luas antara minyak dengan metanol dengan cara pemasangan obstacle pada reaktor kolom gelembung. Obstacle berfungsi untuk memecah gelembung metanol agar menjadi lebih kecil pada kolom gelembung. Dengan merancang atau memodifikasi obstacle maka diharapkan meningkatkan luas permukaan kontak antara minyak dan metanol akan semakin luas. Wulandani (2010) mendapatkan peningkatan laju reaksi pembentukan biodiesel 2.8 kali lebih besar dibandingkan dengan laju reaksi tanpa menggunakan obstacle.
BAB III
PENUTUP
3.1KESIMPULAN
Industri adalah suatu kelompok usaha yang menghasilkan produk yang serupa atau sejenis. Sedangkan produk adalah barang atau jasa yang ditawarkan oleh suatu usaha. Kegiatan industri bertujuan untuk menghasilkan suatu produk dengan spesifikasi tertentu. Kolom gelembung adalah peralatan tempat terjadinya proses perpindahan massa, dimana gas akan berkontak dengan liquida. Gas akan terdispersi ke dalam phase liquida yang kontinue dalam bentuk gelembung. Tujuan proses ini adalah untuk dapat terjadinya laju perpindahan massa yang tinggi, yaitu dengan meperbesar luas interfacial dan tingkat intensitas turbulensi yang tinggi.
Peralatan bubble column terdiri dari Bubble Cap (Pelat Genta) dan Kolom Piring Gelembung (Bubble Plate Coloum), dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu dengan tanggul dan salauran limpah yang bundar Piring aliran melintang yang menunjukkan jalan masuk dan jalan keluar tanggul. Bubble column banyak digunakan dalam industri kimia, seperti pada proses destilasi, fraksinasi, rektifikasi, absorbsi, dan alat penukar panas. Namun seiring dengan perkembangan teknologi dan penemuan – penemuan baru, maka bubble column mendapat pembaharuan teknologi. Diantaranya jet bubble column, Axial absorbsi oksigen dalam air pada kolom gelembung bersekat vertikal, Gasifikasi batubara, penerapan teknologi bersih setelah proses pembakaran, dan biodiesel non katalik.
3.2 SARAN
Meskipun memiliki industri bahan baku yang melimpah, namun perkembangan industri ini masih kalah dibandingkan dengan negara tetangga seperti Malaysia, jerman, jepang, dll yang kapasitas produksinya mencapai dua kali lipat dari Indonesia. Oleh karena itu, perlu diperluas dan dipelihara ide pengembangan teknologi – teknologi industri terbaru serta meningkatkan kinerja peralatan industri sehingga dapat bersaing di dunia industri.