Operasi perpindahan massal
Kata pengantar
ÿ Treybal. 1984. Operasi Perpindahan Massal. McGraw-Hill. New York
Teknik edisi ke-5. Singapura: McGraw-Hill Book Co
Referensi
ÿ Warren L McCabe, Julian C Smith, Peter Harriott. 1993. Unit Operasi Kimia
Contoh :
ÿ Filtrasi padatan dari suspensi dalam cairan ÿ Klasifikasi
padatan menjadi fraksi-fraksi dengan ukuran partikel yang berbeda melalui penyaringan
Biasanya operasi ini diarahkan untuk memisahkan suatu zat menjadi bagian-bagian komponennya
ÿ Sejumlah besar unit operasi teknik kimia berkaitan dengan masalah perubahan komposisi larutan dan campuran melalui metode yang tidak selalu melibatkan reaksi kimia.
ÿ Jika operasi melibatkan perubahan komposisi larutan, maka operasi tersebut disebut operasi massa.
operasi pemindahan
Kata pengantar
skala molekuler.
Contoh :
ÿ Ketika air menguap dari kolam ke dalam aliran udara yang mengalir di atas permukaan air ÿ Molekul-molekul uap air berdifusi melalui udara di permukaan menuju bagian utama dari air.
aliran udara, dari mana mereka terbawa
bahan atau pemisahan akhir produk dari produk sampingan
ÿ Operasi perpindahan massa ditandai dengan perpindahan suatu zat melalui zat lain pada a Operasi perpindahan massa biasanya digunakan
ÿ Hampir tidak ada proses kimia yang tidak memerlukan pemurnian awal bahan mentah
ÿ Perpindahan massa disebabkan oleh perbedaan konsentrasi, zat yang berdifusi berpindah dari a
tempat yang konsentrasinya tinggi ke tempat yang konsentrasinya rendah
komposisi
A. Klasifikasi Operasi Perpindahan Massal
ÿ Dalam operasi perpindahan massa, tidak ada fase kesetimbangan yang hanya terdiri dari satu komponen. ÿ
Ketika kedua fase pertama kali bersentuhan, keduanya (kecuali secara kebetulan) tidak akan berada dalam kesetimbangan
ÿ Sistem kemudian mencoba mencapai keseimbangan dengan gerakan difusif yang relatif lambat
1. Kontak langsung dari dua fase yang tidak dapat bercampur
konstituen, yang mentransfer sebagian antar fase dalam proses
Gas - cair Gas - gas
Tiga keadaan agregasi ÿ gas, cair, dan padat, memungkinkan enam kemungkinan kontak fasa
Gasnya padat
Desorpsi / pengupasan ÿ jika udara bersentuhan dengan larutan amonia-air, sebagian amonia meninggalkan cairan dan memasuki fase gas
Humidifikasi udara ÿ kontak udara kering dengan air cair mengakibatkan penguapan sebagian air ke udara
Penyerapan gas ÿ campuran amonia & udara dikontakkan dengan air cair, sebagian besar amonia akan larut dalam cairan dan dengan cara ini campuran udara-amonia dapat dipisahkan
semua gas larut sempurna satu sama lain, kategori ini tidak diterapkan secara praktis
Pengeringan ÿ padatan yang dibasahi dengan cairan yang mudah menguap terkena gas yang relatif kering, cairan meninggalkan padatan dan berdifusi ke dalam gas. Contoh sederhananya adalah mengeringkan cucian dengan paparan udara
Cair - padat Cair – cair
Tiga keadaan agregasi ÿ gas, cair, dan padat, memungkinkan enam kemungkinan kontak fasa
Padat - padat
Karena laju difusi dalam fase padat sangat lambat, tidak ada operasi pemisahan industri dalam kategori ini
Operasi ekstraksi cairan ÿ Jika larutan aseton-air dikocok dalam corong pemisah dengan karbon tetraklorida dan cairan dibiarkan mengendap, sebagian besar aseton akan ditemukan dalam fase kaya karbon tetraklorida dan dengan demikian akan dipisahkan dari air
Pencucian ÿ pencucian emas dari bijihnya dengan larutan sianida dan minyak biji kapas dari bijinya dengan heksana
adalah dengan difusi
komponen dari satu sisi ke sisi lainnya
ÿ Operasi ini relatif jarang digunakan, meskipun semakin penting penggunaannya. ÿ Membran berfungsi untuk mencegah pembauran dua fase yang dapat bercampur. ÿ Membran mencegah
aliran hidrodinamik biasa dan pergerakan zat melalui fase tersebut.
2. Fase dipisahkan oleh membran
ÿ Membran memungkinkan pemisahan komponen dengan mengontrol bagiannya secara selektif
ÿ Meskipun properti komponen berbeda, perbedaannya kecil, dan harus dipisahkan menjadi kelompok komponen merupakan pelarut dan kelompok lainnya merupakan zat terlarut
B. Cara Melakukan Operasi Perpindahan Massal
ÿ Pemisahan menurut kelompok-kelompok ini biasanya relatif mudah dan sama dengan pemulihan zat terlarut atau
Contoh :
ÿ Jika komponen-komponen suatu larutan terbagi dalam dua kelompok berbeda yang sifat-sifatnya sangat berbeda, maka diperolehlah satu 1. Pemulihan dan Fraksinasi Zat Terlarut
operasi penghilangan zat terlarut
Suatu gas yang terdiri dari metana, pentana, & heksana dapat dibayangkan terdiri dari metana sebagai pelarut dengan pentana ditambah heksana sebagai zat terlarut
komponen yang relatif murni, pemisahan tersebut disebut fraksinasi.
suhu atau tekanan
3. Operasi Keadaan Mantap
ÿ Karakteristik operasi keadaan tunak yang terkonsentrasi pada posisi mana pun dalam peralatan
ÿ Dalam hal ini fase-fase mengalir melalui peralatan dalam kontak yang terus menerus dan erat ke seluruh bagian, berubah seiring waktu
ÿ Hal ini mungkin disebabkan oleh perubahan konsentrasi bahan umpan, laju aliran, atau kondisi ÿ Karakteristik operasi keadaan tak tunak yang terkonsentrasi pada titik mana saja pada peralatan 2. Operasi Keadaan Tidak Stabil
ÿ Hal ini memerlukan aliran semua fasa yang masuk dan keluar dari peralatan secara kontinyu dan tidak berubah-ubah, konsentrasi aliran umpan yang konstan, dan kondisi suhu dan tekanan yang tidak berubah
tetap konstan seiring berjalannya waktu
4. Operasi Kontak Berkelanjutan (Kontak Diferensial).
tanpa pemisahan fisik berulang dan kontak kembali.
ÿ Dalam operasi bertahap, waktu kontak berhubungan erat dengan efisiensi tahapan, sedangkan untuk
peralatan kontak kontinyu, waktu pada akhirnya menentukan volume atau panjang waktu kontak yang diperlukan.
ÿ Untuk menentukan jumlah tahap kesetimbangan yang diperlukan dalam suatu kaskade untuk menghasilkan derajat pemisahan tertentu
C. Prinsip Desain
2. Kebutuhan Waktu
1. Jumlah Tahapan Kesetimbangan
perangkat
4. Kebutuhan Energi
penentuan luas penampang peralatan 3. Laju Aliran yang Diijinkan
mengoperasikan bagian-bagian mesin yang bergerak
ÿ Panas dan energi mekanik biasanya diperlukan untuk melakukan operasi difusi . ÿ Panas
diperlukan untuk menghasilkan perubahan suhu dan pembentukan fase baru. ÿ Energi mekanik diperlukan untuk transpor fluida dan padat, untuk mendispersikan cairan dan gas, dan untuk
ÿ Faktor ini masuk ke dalam pertimbangan operasi semibatch dan kondisi tunak, yang mengarah ke
