Studi pemodelan batch adsorption dengan heterogeneous surface diffusion model

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menguji keakuratan model matematis heterogeneous surface diffusion model (HSDM) dalam melakukan simulasi proses adsorpsi batch dan mengidentifikasi karakteristik distribusi variasi ukuran pori pada adsorben dengan cara mengestimasi parameter dari model tersebut. HSDM mengasumsikan adanya variasi ukuran pori berupa macropore, mesopore, dan micropore dalam sebuah adsorben. Parameter – parameter persamaan HSDM berupa konstanta perpindahan massa eksternal (kf), koefisien difusivitas permukaan (Ds), konstanta perpindahan massa antar pori (k1, k2, dan k3), konstanta isoterm Langmuir (KL dan qm), dan parameter fraksi kapasitas adsorpsi terhadap volume adsorben (f1, f2, dan f3). Model tersusun atas serangkaian persamaan diferensial parsial yang diselesaikan secara numerik dengan bantuan piranti lunak “matlab”. Estimasi parameter dilangsungkan dengan metode curve fitting terhadap data literatur dengan menggunakan perintah panggil “fminsearch” pada matlab. Parameter yang telah diestimasi digunakan dalam pemodelan untuk mengevaluasi akurasi model. Pemodelan dilakukan berdasarkan asumsi isoterm Langmuir dan variabel yang divariasikan adalah temperatur operasi (30oC, 40oC, 50oC, dan 60oC) serta konsentrasi larutan (10 ppm, 20 ppm, dan 30 ppm). Berdasarkan penelitian, disimpulkan bahwa pori yang terdistribusi terbanyak dalam adsorben adalah mesopore dan HSDM tidak dapat memodelkan peristiwa adsorpsi batch pada asumsi isoterm Langmuir dengan baik pada berbagai variasi kondisi operasi seperti yang telah disebutkan.