laporan humidifikasi

8/10/2019 Laporan Humidifikasi

1/20

LABORATORIUM PILOT PLANT

SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2014 / 2015

MODUL : Humidifikasi & Dehumidifikasi

PEMBIMBING : Ir. Herawati Budiastuti, M.Eng, Ph.D

oleh :

Kelompok 1

Santi Sri Rahayu 121424029

Sarah Eka Putri D 121424030

Ulfia Tiaravani 121424031

Yuliani Wardani Saputra 121424032

Alfa Tri Annisa 121424033

Kelas 3A-TKPB

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2014

Tanggal Praktikum :

Tanggal Pengumupulan :

(Laporan)


2/20

I. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan dapat :

Mengukur temperatur humiditas baik temperatur bola basah maupun temperatur

bola kering.

Mencari selisih humiditas sebelum dan sesudah masuk kolom humidifikasi dan

massa air yang terserap.

Mencari selisih entalpi sebelum dan sesudah masuk kolom dehumidifikasi.

II. Landasan Teori

Dalam pemrosesan bahan sering diperlukan untuk menentukan uap air dalam aliran

gas. Operasi ini dikenal sebagai proses humidifikasi. Sebaliknya, untuk mengurangi uap air

dalam aliran gas sering disebut proses dehumidifikasi. Dalam humidifikasi, kadar dapat

ditngkatkan dengan melewatkan aliran gas di atas cairan yang kemudian akan menguap ke

dalam aliran gas. Perpindahan ke aliran utama berlangsung dengan cara difusi dan pada

perbatasan (interface) perpindahan panas dan massa yang berlangsung terus menerus,

sedangkan dalam dehumidifikasi dilakukan pengembunan (kondensasi) parsial dan uap yang

terkondensasi dibuang.

Penggunaan yang paling luas dari proses humidifikasi dan dehumidifikasi

menyangkut system udara air. Contoh paling sederhana adalah pengeringan padatan basah

dengan pengurangan jumlah kandungan air sebagai tujuan utama dan dehumidifikasi aliran

gas sebagai efek sampingan. Pemakaian AC dan pengeringan gas juga menggunakan proses

humidifikasi dan dehumidifikasi. Sebagai contoh kandungan uap air harus dihilangkan dari

gas klor basah, sehingga gas ini bias digunakan pada peralatan baja untuk menghindari

korosi. Demikian juga pada proses pembuatan asam sulfat, gas yang digunakan dikeringkan

sebelum masuk ke konventor bertekanan yaitu dengan jalan melewati pada bahan yang

menyerap air (dehydrating agent) seperti silica gel, asam sulfat pekat, dan lain-lain. Contoh

proses humidifikasi adalah pada menara pendingin, air panas dialirkan berlawanan arah

dengan media pendingin yaitu udara.


3/20

Istilah dalam proses humidifikasi

Kelembaban 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.

Suhu bola basah yaitu suhu pada keadaan tunak dan tidak berkesetimbangan yang

dicapai bila suatu massa kecil dari zat cair dikontakkan dalam keadaan adiatik di

dalam arus gas yang kontinu.

Kelembaban jenuh yaitu udara dalam uap air yang berkesetimbangan dengan air pada

suhu dan tekanan tertentu. Dalam campuran ini, tekanan parsial uap air dalam

campuran udara-air adalah sama tekanan uap air murni pada temperatur terntentu.

Kelembaban relatif yaitu ratio antara tekanan bagian dan tekanan uap zat cair pada

suhu gas. Besaran ini dinyatakan dalam persen (%) sehingga kelembaban 100%

berarti gas jenuh sedang kelembaban 0% berarti gas bebas uap.

Kalor lembab yaitu energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu satuan

massa beserta uap yang dikandungnya sebesar satu derajat satuan suhu.

Entalpi lembab adalah entalpi satu satuan massa gas ditambah uap yang terkandung di

dalamnya.

Volume lembab adalah volume total stu satuan massa bebas uap beserta uap yang

dikandungnya pada tekanan 1 atm.

Titik embun campuran udara-uap air adalah temperatur pada saat gas telah jenuh oleh

uap air.

III. Alat & Bahan

Alat yang digunakan

Seperangkat alat humidifikasi dan dehumidifikasi

Termometer ayunan

Termometer biasa

Kain basah

Stop watch

Kompressor

Bahan yang digunakan :

Air

udara tekan


4/20

IV. Prosedur Kerja

Humidifikasi tanpa Pemanasan

Putar switch utama (merah)

dan control air pressure

(hitam)pada posisi ON

Tekan tombol P2 (Kompresor)

ON

Atur kutub utama (V9) hingga

beda tekanan orifice 50 mbar

Catat data terima

(laju alir sirkulasi air= 0

setelah 5 menit)

Tekan tombol P1 (centrifugal

pump) ON

Atur kecepatan sirkulasi air 80

liter/,menit dengan V7 dan V8

Ambil data setelah 5 menit

Lakukan pengambilan data

Atur Katup

V1- Buka P4- Buka

V2-Buka V5-Buka

V3-Tutup V6-Tutup


5/20

Humidifikasi dengan Pemanasan

Dehumidifikasi tanpa pemanasan

Dehumidifikasi dengan pemanasan

Lakukan pengambilan data,

setelah 5 menit

Tekan tombol P2 (kompresor)

dan atur beda tekanan orifice

50 mBar

Atur Katup

V1- Tutup P4- Buka

V2-Buka V5-Tutup

V3-Tutu V6-Buka

Atur pemanasan, set pada

temperatur akhir 500C

Atur katup utama (V9) hingga


Lakukan seperti langkah-langkah

percobaan pertama (tanpa

pemanasan

Atur Katup

V1- Buka P4- BukaV2-Buka V5-Buka

V3-Tutu V6-Tutu

Atur pemanasan, set pada

temperatur akhir 500C

Atur katup utama (V9) hingga


Lakukan seperti langkah-langkah

percobaan pertama (tanpa

pemanasan

Atur Katup

V1- Tutup P4- Buka

V2-Buka V5-Tutup

V3-Tutu V6-Buka


6/20

V. Data Pengamatan

Proses Humiditifikasi

a. Tanpa pemanasan dan tanpa sirkulasi

No.

Laju

udara

(mbar)

Waktu

(menit)

Udara Masuk Udara Keluar

Tw

(oC)

Td

(oC)

Tw

(oC)

Td

(oC)

1

40

0 22.5 29 24 25

2 5 23 30 23 25

3 10 23 30.5 23 26.5

4 15 22.5 30 22.5 28.5

5

50

20 23 31 22 28

6 25 24 33 23 28

7 30 24 33 23 27.5

8

60

35 24.5 36.5 22.5 29

9 40 24.5 40 23 29.5

10 45 24.5 38 23 30

b.

Tanpa pemanasan dengan sirkulasi

P Orifice : 50 mbar

No.Laju air

(L/jam)

Waktu

(menit)


Tw

(oC)

Td

(oC)

Tw

(oC)

Td

(oC)

1

70

5 24.5 39 24 29

2 10 24 38 24 29


7/20

3 15 24 39 26 26

4

80

20 24 39 24 26

5 2524 39 24 27

6 30 24 39 24 26.5

7

90

35 24 39 24 28

8 40 24 39 24 28

9 45 24 39 24 28

c.

Dengan pemanasan dan sirkulasi

P Orifice : 50 mbar

No.Laju air

(L/jam)

Waktu

(menit)


Tw

(oC)

Td

(oC)

Tw

(oC)

Td

(oC)

1

90

0 25 28 23.5 27

2 5 30 40 23.5 26.5

3 10 33.5 38 23.5 27.5

4 15 25 36 23.5 27.5

5 20 24 31 24 28.5

6 25 23 30.5 23.5 28

7 30 25 32.5 23.5 27.5

Proses Dehumiditifikasi

a. Tanpa pemanasan dan tanpa sirkulasi

No. Laju Waktu Udara Masuk Udara Keluar


8/20

udara

(mbar)

(menit) Tw

(oC)

Td

(oC)

Tw

(oC)

Td

(oC)

1

40

5 23 29 21 28

2 10 24 30 22.5 30.5

3 15 23 32 23 30

4

60

20 23 32 24 34

5 25 23.5 32 24 34

6 30 23 32 24 34

7

50

35 23 32 24 34

8 40 24 29 24.5 33.5

9 45 24 32 24.5 34.5

b. Dengan pemanasan tanpa sirkulasi

P Orifice : 50 mbar

No.Waktu

(menit)


Tw

(oC)

Td

(oC)

Tw

(oC)

Td

(oC)

1 0 25 34 26 32

2 5 25 33 28 36

3 10 24 29 30 38

4 15 25 32 31 40

5 20 25 33 30 40

6 25 25 32 29 39

7 30 22 31 27.5 37.5


9/20

VI. Pengolahan Data

A.

Nilai kelembaban relatif (Yr), kelembaban absolut (Y), entalpi (H), dan

volume humid (Vh)

a. Humidifikasi tanpa pemanasan tanpa sirkulasi

No.Waktu

(menit)

Udara Masuk

Tw

(oC)

Td

(oC)

YR

(%)

Y

(kgH2O/kgUK)

H

(kJ/kgUK)

VH

(m3/kgUK)

1 0 22.5 29 57.44 0.0145 66.28 0.88

2 5 23 30 55.43 0.0149 68.16 0.88

3 10 23 30.5 53.12 0.0147 68.14 0.88

4 15 22.5 30 52.69 0.014 66.24 0.88

5 20 23 31 50.9 0.0144 68.12 0.88

6 25 24 33 47.64 0.015 72 0.88

7 30 24 33 47.64 0.015 72 0.88

8 35 24.5 36.5 37.53 0.0145 73.91 0.9

9 40 24.5 40 27.98 0.013 73.76 0.91

10 45 24.5 38 33.12 0.0139 73.84 0.9

No.Waktu

(menit)

Udara Keluar

Tw

(oC)

Td

(oC)

YR

(%)

Y

(kgH2O/kgUK)

H

(kJ/kgUK)

VH

(m3/kgUK)

1 0 24 25 92.3 0.0185 72.35 0.87

25

23 25 84.56 0.017 68.37 0.87


10/20


11/20

No.Waktu

(menit)

Udara Keluar

Tw

(oC)

Td

(oC)

YR

(%)

Y

(kgH2O/kgUK)

H

(kJ/kgUK)

VH

(m3/kgUK)

1 5 24 29 66.33 0.017 72.18 0.88

2 10 24 29 66.33 0.017 72.18 0.88

3 15 26 26 - - - -

4 20 24 26 84.88 0.018 72.31 0.87

5 25 24 27 78.2 0.018 72.26 0.87

6 30 24 26.5 81.47 0.018 72.29 0.87

7 35 24 28 72.02 0.017 72.22 0.88

8 40 24 28 72.02 0.017 72.22 0.88

9 45 24 28 72.02 0.017 72.22 0.88

c. Humidifikasi dengan pemanasan dan sirkulasi

No.Waktu

(menit)

Udara Masuk

Tw

(oC)

Td

(oC)

YR

(%)

Y

(kgH2O/kgUK)

H

(kJ/kgUK)

VH

(m3/kgUK)

1 0 25 28 78.62 0.0189 76.38 0.879

2 5 30 40 48.71 0.023 99.48 0.92

3 10 33.5 38 73.68 0.032 119.64 0.93

4 15 25 36 41.24 0.0155 76.02 0.897

5 20 24 31 56.24 0.016 72.09 0.884

6 25 23 30.5 53.12 0.0147 68.14 0.88

7 30 25 32.5 66.96 0.018 76.29 0.883


12/20

No.Waktu

(menit)

Udara Keluar

Tw(oC)

Td(oC)

YR(%)

Y(kgH2O/kgUK)

H(kJ/kgUK)

VH

(m3/kgUK)

1 0 23.5 27 74.8 0.017 70.25 0.87

2 5 23.5 26.5 77.97 0.017 70.27 0.872

3 10 23.5 27.5 71.75 0.017 70.23 0.874

4 15 23.5 27.5 71.75 0.017 70.23 0.874

5 20 24 28.5 69.12 0.017 72.2 0.88

6 25 23.5 28 68.82 0.016 70.21 0.875

7 30 23.5 27.5 71.75 0.017 70.23 0.874

d. Dehumidifikasi tanpa pemanasan

No.Waktu

(menit)

Udara Masuk

Tw

(oC)

Td

(oC)

YR

(%)

Y

(kgH2O/kgUK)

H

(kJ/kgUK)

VH

(m3/kgUK)

1 5 23 29 60.35 0.015 68.2 0.88

2 10 24 30 61.08 0.016 72.14 0.88

3 15 23 32 46.72 0.012 68.1 0.88

4 20 23 32 46.72 0.012 68.1 0.88

5 25 23.5 32 49.22 0.015 70.04 0.88

6 30 23 32 46.72 0.012 68.1 0.88

7 35 23 32 46.72 0.012 68.1 0.88


13/20

8 40 24 29 66.33 0.017 72.18 0.88

9 45 24 32 46.72 0.012 68.1 0.88

No.Waktu

(menit)

Udara Keluar

Tw

(oC)

Td

(oC)

YR

(%)

Y

(kgH2O/kgUK)

H

(kJ/kgUK)

VH

(m3/kgUK)

1 5 21 28 53.69 0.0128 60.78 0.87

2 10 22.5 30.5 50.45 0.0139 66.22 0.88

3 15 23 30 55.43 0.0149 68.16 0.88

4 20 24 34 43.82 0.0147 71.97 0.89

5 25 24 34 43.82 0.0147 71.97 0.89

6 30 24 34 43.82 0.0147 71.97 0.89

7 35 24 34 43.82 0.0147 71.97 0.89

8 40 24.5 33.5 48.08 0.0157 74.04 0.89

9 45 24.5 34.5 44.28 0.0153 73.99 0.89

e. Dehumidifikasi dengan pemanasan

No. Waktu(menit)

Udara Masuk

Tw

(oC)

Td

(oC)

YR

(%)

Y

(kgH2O/kgUK)

H

(kJ/kgUK)

VH

(m3/kgUK)

1 0 25 34 48.51 0.0163 76.11 0.89

2 5 25 33 52.59 0.0168 76.15 0.89

3 10 24 29 66.33 0.017 72.18 0.88

4 15 25 32 57.01 0.0172 76.2 0.89


14/20

5 20 25 33 52.59 0.0168 76.15 0.89

6 25 25 32 57.01 0.0172 76.2 0.89

730

22 31 45.76 0.013 64.32 0.88

No.Waktu

(menit)

Udara Keluar

Tw

(oC)

Td

(oC)

YR

(%)

Y

(kgH2O/kgUK)

H

(kJ/kgUK)

VH

(m3/kgUK)

1 0 26 32 62.46 0.0189 80.53 0.89

2 5 28 36 54.85 0.0208 89.58 0.905

3 10 30 38 56.19 0.0239 99.58 0.915

4 15 31 40 52.98 0.0251 104.87 0.92

5 20 30 40 48.71 0.023 99.48 0.92

6 25 29 39 47.98 0.0214 94.37 0.915

7 30 27.5 37.5 46.83 0.0192 87.12 0.91

B. Selisih kelembaban relatif (Yr) dan kelembaban absolut (Y) pada

humidifikasi


No

YRudara

masuk (%)

YRudara

keluar (%) YR (%)

Y udara

masuk

(kgH2O/kgUK)

Y udara

keluar

(kgH2O/kgUK)

Y

(kgH2O/kgUK)

1. 57.44 92.3 34.86 0.0145 0.0185 0.004

2. 55.43 84.56 29.13 0.0149 0.017 0.0021

3. 53.12 74.54 21.42 0.0147 0.0163 0.0016

4. 52.69 59.96 7.27 0.014 0.0147 0.0007


15/20

5. 50.9 59.57 8.67 0.0144 0.0142 0.0002

6. 47.64 65.68 18.04 0.015 0.016 0.001

7.47.64 68.51 20.87 0.015 0.016 0.001

8. 37.53 57.44 19.91 0.0145 0.0145 0

9. 27.98 57.84 29.86 0.013 0.015 0.002

10. 33.12 55.43 22.31 0.0139 0.0149 0.001

b.

Humidifikasi tanpa pemanasan dengan sirkulasi

No

YRudara

masuk

(%)

YRudara

keluar

(%)

YR (%)Y udara masuk

(kgH2O/kgUK)

Y udara keluar

(kgH2O/kgUK)

Y

(kgH2O/kgUK)

1. 30.45 66.33 35.88 0.013 0.017 0.004

2. 31.25 66.33 35.08 0.013 0.017 0.004

3. 28.69 - - 0.013 - -

4. 28.69 84.88 56.19 0.013 0.018 0.005

5. 28.69 78.2 49.51 0.013 0.018 0.005

6. 28.69 81.47 52.78 0.013 0.018 0.005

7. 28.69 72.02 43.33 0.013 0.017 0.004

8. 28.69 72.02 43.33 0.013 0.017 0.004

9. 28.69 72.02 43.33 0.013 0.017 0.004

c. Humidifikasi dengan pemanasan dan sirkulasi

NoYRudara

masuk (%)

YRudara

keluar (%)YR (%)

Y udara

masuk

(kgH2O/kgUK)

Y udara

keluar

(kgH2O/kgUK)

Y

(kgH2O/kgUK)


16/20

1. 78.62 74.8 3.82 0.0189 0.017 0.0019

2. 48.71 77.97 29.26 0.023 0.017 0.006

3.73.68 71.75 1.93 0.032 0.017 0.015

4. 41.24 71.75 30.51 0.0155 0.017 0.0015

5. 56.24 69.12 12.88 0.016 0.017 0.001

6. 53.12 68.82 15.7 0.0147 0.016 0.0013

7. 66.96 71.75 4.79 0.018 0.017 0.001

C. Selisih entalpi (H) pada dehumidifikasi

a. Dehumidifikasi tanpa pemanasan

No P (mbar)H udara masuk

(kJ/kgUK)

H udara keluar

(kJ/kgUK)

H (kJ/kgUK)

1.

40

68.2 60.78 7.42

2. 72.14 66.22 5.92

3. 68.1 68.16 0.06

4.

60

68.1 71.97 3.87

5. 70.04 71.97 1.93

6. 68.1 71.97 3.87

7.

50

68.1 71.97 3.87

8.72.18 74.04 1.86

9. 68.1 73.99 5.89

b. Dehumidifikasi dengan pemanasan

NoH udara masuk

(kJ/kgUK)

H udara keluar

(kJ/kgUK)

H (kJ/kgUK)

1. 76.11 80.53 4.42


17/20

2. 76.15 89.58 13.43

3. 72.18 99.58 27.4

4.76.2 104.87 28.67

5. 76.15 99.48 23.33

6. 76.2 94.37 18.17

7. 64.32 87.12 22.8

D. Massa air terserap pada humidifikasi


Massa udara basah masuk ke kolom humidifikasi pada t=5 menit

P = 40 mbar x

= 0.0395 atm

Td = 303 K

Vh= 0.88 m3/kgUK = 0.88 L/grUK

BM udara = 29 gr/mol

Jadi, massa udara basah =

= 0.04056 grH2O/grUK

= 0.04056kgH2O/kgUK

Massa udara kering masuk kolom

Massa udara kering = massa udara basah x

()

= 0.04056 kgH2O/kgUK x

()

= 0.04 kgUK

Kandungan H2O masuk kolom


18/20

= massa udara kering x Y masuk

= 0.04 kgUK x 0.0149 kgH2O/kgUK

= 0.000595 kg H2O

Kandungan H2O keluar kolom

= massa udara kering x Y keluar

= 0.000595 kgUK x 0.017 kgH2O/kgUK

= 0.000679 kg H2O

Jumlah H2O yang diserap = 0.000679 kg H2O - 0.000595 kg H2O

= 0.000084 kg H2O

= 8.4 x 10-5 kg H2O

NoTekanan

(mbar)

Waktu

(menit)

Td

masuk

(K)

VH masuk

(m3/kgUK)

Y masuk

(kgH2O/kgUK)

Y keluar

(kgH2O/kgUK)

Jumlah H2O

yang terserap

(kgH2O)

1.

40

5 303 0.88 0.0149 0.017 8.4 x 10-5

2. 10 303.5 0.88 0.0147 0.0163 6.38 x 10-5

3. 15 303 0.88 0.014 0.0147 2.8 x 10-5

4.

60

20 304 0.88 0.0144 0.0142 -1.196 x 10-5

5. 25 306 0.88 0.015 0.016 5.94 x 10-5

6. 30 306 0.88 0.015 0.016 5.94 x 10-5

7.

50

35 309.5 0.9 0.0145 0.0145 0

8. 40 313 0.91 0.013 0.015 1.002 x 10-5

9. 45 311 0.9 0.0139 0.0149 4.98 x 10-5

b. Humidifikasi tanpa pemanasan dengan sirkulasi


19/20

NoTekanan

(mbar)

Waktu

(menit)

Td

masuk

(K)

VH masuk

(m3/kgUK)

Y masuk

(kgH2O/kgUK)

Y keluar

(kgH2O/kgUK)

Jumlah H2O

yang terserap

(kgH2O)

1.

50

5 312 0.903 0.013 0.017 0.000199

2. 10 311 0.9 0.013 0.017 0.000199

3. 15 312 0.902 0.013 - -

4. 20 312 0.902 0.013 0.018 0.000249

5. 25 312 0.902 0.013 0.018 0.000249

6. 30 312 0.902 0.013 0.018 0.000249

7. 35 312 0.902 0.013 0.017 0.000199

8. 40 312 0.902 0.013 0.017 0.000199

9. 45 312 0.902 0.013 0.017 0.000199

c.

Humidifikasi dengan pemanasan dan sirkulasi

NoTekanan

(mbar)

Waktu

(menit)

Td

masuk

(K)

VH masuk

(m3/kgUK)

Y masuk

(kgH2O/kgUK)

Y keluar

(kgH2O/kgUK)

Jumlah H2O

yang terserap

(kgH2O)

1.

50

5 313 0.92 0.023 0.017 -9.6 x 10-5

2. 10 311 0.93 0.032 0.017 -0.00031

3. 15 309 0.897 0.0155 0.017 -0.00074

4. 20 304 0.884 0.016 0.017 7.5 x 10-5

5. 25 303.5 0.88 0.0147 0.016 4.98 x 10-5

6. 30 305.5 0.883 0.018 0.017 6.46 x 10-5


20/20

VII. Pembahasan

VIII. Kesimpulan

IX. Daftar Pustaka

1) Banchero, J.T., 1988.Introduction to Chemical Engineering.Mc.Graw Hill Book

Company.

2) Coulson, J.M., 1985. Chemical Engineering, Pergamon Press, Volume one, Third

Edition.

3) Geankoplis, C.J., 1987. Second Edition.

4)

PEDC, Bandung, Unit Operation Laboratory Job Sheet. Edisi 1991.

5) Reynold, W.C., 1989. Termodinamika Teknik Edisi kedua, Penerbit Erlangga.

6) Noname.Humidifikasi & Dehumidifikasi.

http://www.angelfire.com/ak5/process_control/humidity.html[diakses pada 3

November 2014]
http://www.angelfire.com/ak5/process_control/humidity.htmlhttp://www.angelfire.com/ak5/process_control/humidity.htmlhttp://www.angelfire.com/ak5/process_control/humidity.html

laporan humidifikasi

Documents