Transcript TRANSFER+GAS

TRANSFER GAS
REVIEW;
• Transfer gas didefinisikan sebagai proses yang mana suatu gas
diubah fasanya, biasanya dari fasa gas ke fasa cair (Metcalf & Eddy,
1991).
• Proses ini sangat luas diterapkan dalam bidang teknik lingkungan.
Dalam pengolahan air, proses tersebut digunakan untuk
menyisihkan :
–
–
–
–
–
(CO2),
(H2S),
(CH4),
senyawa organik volatil lain yang memberikan efek bau.
penyediaan udara (oksigen) untuk proses lumpur aktif.
• Dalam proses ini diperlukan suatu konstanta untuk mengetahui
hubungan antara laju transfer udara terhadap luas permukaan
gelembung udara, konsentrasi oksigen terlarut, maupun terhadap
waktu kontak udara dengan air.
TUJUAN:
• Menentukan nilai :
• koefisien transfer massa keseluruhan Kla
• koefisien transfer gas, KL pada air
• efisiensi transfer oksigen
ALAT DAN BAHAN;
D 14 cm
DO Meter
H tangki 88 cm
H cairan 63 cm
Flow
meter
P-4
Kompressor udara
P-5
Gas
N2
LANGKAH KERJA;
Persiapan alat dan bahan
Pengisian tangki dengan air kran yang kemudian
diberikan gas N2 agar DO menjadi ± 0 mg/L, begitu pula
dengan air kran +detergen
Percobaan aerasi dengan menggunakan air kran, air kran
+detergen
(variasi kecepatan udara 1 ; 3 ; 5 L.menit dengan interval
waktu pengukuran tiap 5' selama 30 menit)
Pengukuran nilai DO, kecepatan gelembung, ukuran
gelembung,suhu pada tiap interval waktu pengukuran
Analisa hasil percobaan
• Ukur Volume (V) dan ketinggian cairan (H)
• Ukur diameter gelembung (db)
• Ukur kecepatan gelembung (vb)
• Cek DO
No
Waktu/t
1
2
3
4
5
6
7
0
5
10
15
20
25
30
Konsentrasi DO (mg/l)
1 l/mnt
3 lt/mnt
5 lt/mnt
PERHITUNGAN; 1
• Kecepatan gelembung
Ket.
Air Kran
Air Kran +
Deterjen
• vb=H/t
Laju alir
udara
(L/menit)
Waktu
(detik)
waktu
(menit)
H cairan
(m)
1
3
5
1
3
5
2.317
1.73
1.17
2.317
1.73
1.17
0.039
0.029
0.019
0.039
0.029
0.019
0.603
0.603
0.603
0.603
0.603
0.603
Kecepatan
gelembung
(vb)
(m/menit)
15.617
20.913
30.923
15.617
20.913
30.923
PERHITUNGAN; 2
• Koefisien transfer massa keseluruhan, KLa
………………………… (i)
………………………… (ii)
– Cs = DO Jenuh (8,5 ppm pada suhu 24oC)
– Co = konsentrasi DO pada saat t = o
– Ct = konsentrasi DO pada saat t
…………………… (iii)
…………………… (iv)
PERHITUNGAN; 3
• Koefisien transfer gas,
KL
A
V
K
L
 K La  K L 
K La
A
V
– Dimana , nilai  VA  dihitung dengan menggunakan
persamaan :
6 .G s . H
 A
 
 V  d B .v B .V
– dimana Gs = laju alir udara (m3/menit)
PERHITUNGAN; 4
• Efisiensi Transfer O2
CONTOH SOAL;
• Data percobaan aerasi, sbb:
– suhu air 24oC
– Laju alir udara, 1.5 ltr/menit
– Tinggi cairan, 0.603 meter
– Volume cairan, 0.009 m3
• Tentukan nilai KLa, KL dan efisiensi transfer
gas?
• Data percobaan:
Waktu,
min
DO,
mg/l
4
0.8
7
1.8
10
3.3
13
4.5
16
5.5
19
5.2
22
7.6
Perhitungan Koefisien transfer massa keseluruhan, KLa
• Rumus =
1. Linearisasi
y
=
b
-a.X
– Plot ln (Cs-Ct) terhadap t, gradien garis = KLa
2.5
– KLa = 0.059/menit
Ln (Cs-Ct)
2
1.5
1
y = -0,059x + 2,516
R² = 0,923
0.5
0
0
10
20
Waktu, menit
30
• Perhitungan Koefisien transfer gas, KL
KL
A
V
 K La  K L 
K La
A
Dimana,
V
6 .G s . H
 A
 
 V  d B .v B .V
• Cari data kecepatan gelembung dan diameter gelembung (dari data
laboratorium)
•
Q
udara
(L/mnt)
KLa
(/mnt)
Gs
3
(m /mnt)
H
cairan
(m)
dB(diameter
gelembung)
(m)
VB
(kec.gelembung)
(m/mnt)
V cairan
(m3)
1.5
0.059
0.0015
0.603
0.005
15.617
0.009
6 .( 0 . 015 )( 0 . 603 )
 A
 7 . 722
 
V
(
0
.
005
).(
15
.
617
)(
0
.
009
)
 
KL
A
V
 K La  K L 
0 . 059
7 . 722
 0 . 008 m / menit
• Perhitungan Efisiensi Transfer O2
Q udara
(L/mnt)
KLa
( /menit)
1.5
0.059
KL
(m/menit)
0.008
(Cs-Ct)
lb/ft3
Volume
(ft3)
(ft3/menit)
Gs
0,000075
0.317587968
0.052931
• KLa = volumetric mass transfer coefficient
– Overall mass transfer coefficient, comprising KL
and a
– a = interfacial area per unit volume, A/V
• KL = liquid film mass transfer coefficient