Distribusi ukuran tetes dalam kolom isian (packed column)

Abstract

Dalam ekstraksi cair-cair, untuk menentukan tinggi isian, baik dalam mendesain kolom atau untuk meningkatkan kinerja kolom dalam operasional pabrik, umumnya dilakukan dengan perhitungan Height of Transfer Unit atau sering disingkat HTU. Nilai HTU ini dipengaruhi oleh koefisien perpindahan massa (Kga). Selama ini dalam meraneang kolom ekstraksi, bentuk dan diameter tetes diasumsikan tetap atau seragam di sepanjang kolom isian. Diameter tetes ini akan mempengaruhi nilai koefisien perpindahan massanya, sehingga bila diameter diasumsikan seragam maka nilai koefisien perpindahan massanya menjadi seragam. Pada kenyataannya, ukuran tetes yang bergerak disepanjang kolom isian tidaklah seragam atau terdistribusi. Berdasarkan hal ini nilai koefisien perpindahan massa disepanjang kolom juga tidak konstan, sehingga untuk menentukan kinerja dan tinggi isian harus ditentukan dengan distribusi tetes di sepanjang kolom isian. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari distribusi tetesan pada kolom isian dan menentukan variabel yang berpengaruh pada perubahan distribusi ukuran tetesan dalam kolom isian. Hal ini bermanfaat agar hasil perhitungan tinggi dalam perancangan kolom menjadi lebih akurat dan dalam hal pengoperasian pabrik data distribusi ini dapat digunakan untuk menentukan kinerja (performance) yang lebih baik. Metode pengamatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah diskretisasi. Pada metode diskretisasi, kolom yang digunakan dibagi-bagi ke dalam diskret-diskret tertentu. Dalam penelitian ini kolom yang digunakan adalah kolom pipih dengan ukuran sebagai berikut: panjang 20 cm, lebar 6 cm, dan tinggi 120 cm. Pada kolom tersebut praktikan membagi 8 diskret dengan ketinggian yang sama pada setiap diskretnya. Pengamatan dilakukan di setiap diskret yang telah berisi isian dengan menggunakan kamera. Pengambilan gambar dilakukan saat tetesan yang ada berada keadaan tunak. Setelah mencapai keadaan tunak, pengambilan gambar dilakukan dari bagian depan kolom. Pada penelitian ini, dilakukan beberapa variasi, seperti laju alir fasa dispersi, ukuran isian, serta jumlah lubang pada nozzle. Jenis isian yang digunakan dalam penelitian ini adalah Raschig Ring dengan ukuran besar (diameter 1 cm) dan kecil (diameter 0.5 cm). Dalam variasi nozzle, digunakan nozzle lubang tunggal, dan 3 lubang nozzle. Untuk mengetahui besaran laju alir fasa dispersi, dilakukan peneiltian pendahuluan terlebih dahulu. Hasil dari penelitian dengan menggunakan metode diskretiasi, didapatkan bahwa variasi laju alir, jumlah lubang pada nozzle, dan ukuran isian tidak mempengaruhi distribusi ukuran tetes. Untuk kolom pipih besar, pada setiap variasi tersebut tetes cenderung terdistribusi pada kelas diameter ke-3 yaitu antara 0,5-0,7cm.