N NAAMMAA : : MMEEGGAAWWAATTI I FFRRAATTIIWWII N NIIMM : : 006611443300440000332233 K KEELLAASS : : 5 5 KKBB A.
A. PePengengertrtin !"in !"#i$#i$i%ii%i&'&'ii Humi
Humidifikasdifikasi i adalah proadalah proses penigkses penigkatan jumlah kadatan jumlah kadar air dalam aliran gas denganar air dalam aliran gas dengan melewatkan aliran gas di atas cairan yang kemudian akan menguap ke dalam gas. melewatkan aliran gas di atas cairan yang kemudian akan menguap ke dalam gas. Dalam proses ini gas dikontakkan dengan air yang berada di dalam labu secara counter Dalam proses ini gas dikontakkan dengan air yang berada di dalam labu secara counter current dimana air mengalir dari atas dan gas / udara mengalir keatas dari bawah, current dimana air mengalir dari atas dan gas / udara mengalir keatas dari bawah, dengan laju alir sirkulasi air tertentu.
dengan laju alir sirkulasi air tertentu. Pad
Pada a proproses ses humhumidiidifikafikasi si yaiyaitu tu proproses ses penpenambambahaahan n kankandundungan gan air air daldalam am udaudarara dilakukan dalam dua proses yaitu proses pemanasan dan tanpa pemanasan. Dengan dilakukan dalam dua proses yaitu proses pemanasan dan tanpa pemanasan. Dengan bertambahnya
bertambahnya jumlah jumlah aliran aliran air air yang yang dikontakkan dikontakkan dengan dengan udara udara proses proses maka maka akanakan menig
menigkatkan kendkatkan kendungan ungan air dalam udara sampai mencapair dalam udara sampai mencapai kondisi jenuhai kondisi jenuh. Pada prose. Pada prose humid
humidifikasi dengan pemanasan jumlah kandungifikasi dengan pemanasan jumlah kandungan an air air yang diserap oleh yang diserap oleh udara makinudara makin besar.
besar. Ini Ini disebabkan disebabkan karena karena dengan dengan pemanasan pemanasan maka maka temperratur temperratur udara udara akan akan naik naik sementara kelembabanr elatifnya menjadi turun sehingga kemampuan udara di dalam sementara kelembabanr elatifnya menjadi turun sehingga kemampuan udara di dalam menangkap air lebih besar bila dibandingkan dengan yang tanpa pemanasan.
menangkap air lebih besar bila dibandingkan dengan yang tanpa pemanasan.
Untuk mendapatkan laju humidifikasi yang tinggi, kontak antar permukaan dari Untuk mendapatkan laju humidifikasi yang tinggi, kontak antar permukaan dari ud
udara ara dadan n aiair r didibubuat at sesebebesar sar mumungngkikin. n. oodidifikfikasasi i yayang ng dadapapat t didilalakukukakan n adadalalahah memaka
memakai i jenis packing yang dapat jenis packing yang dapat mendumendukung perluasan kontak antar kung perluasan kontak antar permupermukaan dankaan dan laju air sirkullasi air diatur optimum sehingga dapat mendukung terbentuknya laju film laju air sirkullasi air diatur optimum sehingga dapat mendukung terbentuknya laju film pada permukaan packing kolom.
pada permukaan packing kolom.
!edangkan proses dehumidifikasi terjadi penurunan kandungan air di dalam udara !edangkan proses dehumidifikasi terjadi penurunan kandungan air di dalam udara proses. Penurunan kandungan air
proses. Penurunan kandungan air dalam kolom dehumidifikasi menunjukkan penurunandalam kolom dehumidifikasi menunjukkan penurunan ya
yang ng cucukukup p sisigngnififikaikan n didimamana na pepenunururunanan n didipepengngararuhuhi i ololeh eh kekemamampmpuauan n memediadia menangkap air. Pemanasan yang dilakukan pada proses dehumidifikasi bertujuan agar menangkap air. Pemanasan yang dilakukan pada proses dehumidifikasi bertujuan agar
sejumlah kandungan air yang dibawa udara dapat teruapkan sehingga akan membantu akti"itas media penangkap air dan sekaligus dapat mengeluarkan air dari dalam udara.
#emperaatur udara yang keluar dari proses humidifikasi dan dehumidifikasi akan bergantung pada besarnya kalor yang yang diberikan serta jumlah kandungan air yang
ditangkap atau dikeluarkan dari udara.
B. T"("n )*er'i +"#i$i%i&'i
$perasi humidifikasi biasanya dilakukan untuk tujuan % &. Pendinginan air dengan udara luar
Pendinginan terjadi karena perpindahan panas sensible dan panas laten penguapan. Pada operasi ini, cairan yang relati"e panas dipertemukan dengan gas 'campuran gas( uap) yang suhunya lebih rendah. Pertemuan ini mengakibatkan terjadinya perpindahan massa dan panas dari cairan ke gas.
$perasi pendinginan cairan biasanya dilakukan dalam menara 'kolom) dan dengan aliran cairan yang berlawanan arah dengan aliran gas.
*ambar &. Profil Perpindahan massa dan panas pada peristiwa pendinginan cairan Pada bagian bawah menara suhu air sudah turun sehingga lebih rendah dari suhu gas, sehingga panas sensible pindah dari gas ke cairan. Pendinginan cairan sampai lebih rendah dari suhu gas dapat terjadi karena perpindahan panas laten yang dibawa uap lebih besar daripada perpindahan panas sensible dari gas.
+. Pengendalian suhu atau kandungan uap air dalam gas
*ambar +. Profil Perpindahan massa dan panas pada bagian bawah menara pendingin Dapat dilakukan dengan menambahkan percikan cairan ke dalam aliran gas, dimana panas laten penguapan diambil dari gas sehingga gas menjadi dingin. Penambahan
cairan dapat dilakukan dengan laju sedemikian sehingga seluruh cairan yang ditambahkan menguap atau sebagian cairan yang menguap, berarti suhu udara menjadi dingin mendekati suhu cairan kedalam gas terjadi bila suhu cairan lebih tinggi dari suhu bola basah gas, dengan kata lain kelembaban di permukaan air lebih tinggi dari
kelembaban gas.
. engurangi kandungan uap dalam gas
Dapat dilakukan dengan mempertemukan gas dengan cairan yang suhunya lebih rendah dari titik embun gas yang bersangkutan. Pada pertemuan ini uap akan mengembun, gas menjadi dingin dan cairan menjadi lebih panas. -adi massa panas laten dan panas sensible pindah gas ke cairan.
. Pendinginan gas panas
Dapat dilakukan dengan cara mempertemukan secara langsung gas dengan cairan secara efektif. sal saja, timbulnya uap pada peristiwa tersebut tidak dipermasalahkan. Pendinginan gas terjadi sebagai akibat dari penguapan cairan.
0. Pendinginan penguapan
Dapat dilakukan dengan cara kontak langsung. 1airan atau gas panas yang akan didinginkan dialirkan dalam pipa. Pipa yang berisi gas/cairan panas tersebut didinginkan dengan air. !elanjutnya air didinginkan dengan kontak langsung dengan udara. Proses seperti ini biasanya dilakukan secara non(adiabatis.
,. I'ti-+ i'ti-+ $-# *r/'e' +"#i$i%i&'i . 2elembaban
2elembaban 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.
. !uhu bola basah
!uhu bola basah yaitu suhu pada keadaan tunak dan tidak berkesetimbangan yang dicapai bila sutu massa kecil dari 3at cair dikontakkan dalam keadaan adiabatik di dalam arus gas yang kontinu.
2elembaban jenuh yaitu udara dalam proses yang berkesetimbangan dengan air pada suhu dan tekanan tertentu. Dalam campuran ini, tekanan parsial uap air dalam
campuran udara ( air adalah sama tekanan uap murni pada temperatur tertentu. Y s= 18 29. P A P− P A . Kg . H 2O Kg .Udara kering $. 2elembaban relati"e
2elembaban relati"e yaitu ratio antara takanan bagian dan tekanan uap 3at cair pada suhu gas. 4esaran ini dinyatakan dalam persen ' 5 ) sehingga kelembaban &66 5 berarti gas jenuh sedang kelembaban 6 5 berarti gas bebas uap.
Y R=100.
P A P AS
e. 2elembaban utlak (Absolute Humidity)
7aitu perbandingan berat uap terhadap berat air. Humidity hanya bergantung pada tekanan bagian uap di dalam campuran bila tekanan total tetap.
Y = 18 29. P A P− P A . Kg . H 2O Kg. Udara kering
f. Persen 2elembaban (Percent Humidity) ; Y P
7aitu &66 kali perbandingan kelembaban mutlak udara dengan kelembaban jenuh pada temperatur dan tekanan yang sama.
Yp=100
Y Y s g. 2alor lembab
2alor lembab yaitu energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu satuan massa beserta uap yang dikandungnya.
+. 8ntalpi lembab
8ntalpi lembab yaitu entalpi satu satuan massa gas ditambah uap yang terkandung di dalamnya.
i. 9olume lembab
9olume lembab yaitu "olume total satu satuan massa bebas uap beserta uap yang dikandungnya pada tekanan & atm.
#itik embun campuran udara : uap air yaitu temperature pada saat gas telah jenuh oleh uap air.
. Per-tn $engn Prin'i* Pr/'e' !"#i$i%i&'i
Peralatan dengan prinsip humidifikasi di bagi menjadi bagian yaitu % &. Humidifier 'Peningkat kelembaban)
Peralatan pelembab udara harus memiliki perangkat utama yang terdiri perangkat untuk pemanasan udara, baik sebelum atau sesudah pelembaban atau keduanya, dan beberapa metode untuk membuat udara di dalam kontak dengan air. Perangkat pemanas biasanya berupa elemen atau susunan dari tabung bersirip. Udara dapat dibuat kontak dengan air dalam berbagai perangkat.
+. Dehumidifier 'Pengering Udara)
lat dipakai untuk menguranagi tingkat kelembaban di udara dalam bangunan perumahan atau perkantoran. 4iasanya karena alasan kesehatan. 2arena tingkat
kelembaban yang tinggi menigkatkan pertumbuhan jamur juga tidak menyenangkan bagi manusia. Dapat juga menyebabkan kondensasi dan dapat membuat sulit tidur.
!edangkan dalam dunia industri 'contohnya % Percetakan) dipakai untuk menjaga tingkat kelembaban yang diinginkan karena berpengaruh pada kualitas hasil cetak.
. 1ooling #ower 'enara Pendingin)
enara pendingin merupakan suatu peralatan yang didigunakan untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannnya ke atmosfir. enara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang keatmosfir. !ebagai akibatnya air yang tersisa didinginkan secara signifikan. enara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih dari peralatan : peralatan yang hanya menggunakan udara untuk membuang panas, s8perti radiator dalam mobil, dan olej karena itu biayanya lebih efektif dan efisien energinya. !eperti ditunjukkan pada gambar dibawah
E. ,//-ing T/er ''te#
ir dipompa dari cekungan menara pendingin, kemudian air disalurkan melalui proses kondensasi dengan kondensor. ir dingin menyerap panas dari proses aliran panas yang perlu didinginkan, dan panas yang diserap menghangatkan air yang beredar
' 1 ), kemudian air hangat kembali ke puncak menara pendingin dan menetes ke bawah melalui material pengisi di dalam menara. !etiap air yang menetes ke bawah akan terjadi kontak udara melalui menara baik oleh draft alami atau dengan forced draft menggunakan kipas besar di menara. !elain itu sejumlah air akan hilang sebagai windage ' ; ) dan beberapa air ' 8 ) akan menguap. Panas yang diperlukan untuk menguapkan air berasal dari air itu sendiri, yang mendinginkan air baskom ali dan air ini kemudian siap untuk recirculate. ir yang meguap melarutkan garam yang tertinggal dalam sebagian besar air yang belum diuapkan, sehingga menigkatkan konsentrasi garam dalam air pendingin beredar. Untuk mencegah konsentrasi garam air menjadi terlalu tinggi, sebagian dari air digambar off ' D ) untuk pembuangan. ir tawar makeup ' ) diberikan untuk cekungan menara untuk mengkompensasi hilangnya air disekitar diseluruh system.
F. ,/nt/+
S/-&. 1ampuran uap 4en3ena ') da gas <itrogen '4) pada tekanan total =66 mmHg dan suhu >6o1. #ekanan parsil 4en3ena &66 mmHg. <yatakan konsentrasi
4en3ena dalam bentuk yang lain ? Penyelesaian % Pt @ =66 mmHg P @ &66 mmHg P4 @ Pt : P @ A66 mmHg maka, Nitrogen kg Benzena kg M M p P P Y B A A A 6.,B= += A= . &66 =66 &66 = − = − =
+. 1ampuran 4en3ena ') dengan gas '4) pada keadaan jenuh yaitu & std atm, 06o1. Hitung kelembapan mutlak jika 4 adalah % 'a) <itrogen '<
+) dan 'b) 1$+
Penyelesaian %
Dari lampiran I diperoleh tekanan uap air murni 4en3ena 'P!) @ +A mmHg @ 6. >+=+= atm • untuk <itrogen C Nitrogen kg Benzena kg M M P P P Y B A AS AS S &.0AB += A= . +A, A>6 +A, . = − = − = • untuk 1$+ C + 66> . & A= . +A, A>6 +A, . ! kg Benzena kg M M P P P Y B A AS AS S = − = − =
. 4erapakah persen kelembapan relati"e 4en3ena pada tekanan total =66 mmHg dan suhu >6o1 dengan tekanan parsil &66 mmHg.
AS A " P P Y =&66
dari lampiran diperoleh P! @ 06 mmHg
5 > . += ,06 &66 &66 = = " Y
. 1ampuran Udara '4) ( Uap air ') pada tekanan total =66 mmHg dan tekanan parsil &66 mmHg, dengan temperatur >661 . #ekanan uap air murni yaitu +A
mmHg. #entukan % a. 2elembaban mutlak b. 2elembaban relati"e -awaban % Dik % P @ =66 mmHg P @ &66 mmHg P! @ +A mmHg Dit % a. 7..? b. 7E ? Penyelesaian % a. Y = P A P− P A . M A M B= 100 800−100 .18 29=0,089 kg.uapair kg.udara b. Y R=100. P A P AS ¿100. 100 273=36,63
