Proses membran pada industri proses kimia

Proses membran yang biasanya dari polimer organik dapat digunakan untuk pemisahan cairan dari zat terlarut atau tersuspensi dari berbagai ukuran lebih kecil dari pemrosesan filtrasi pada umumnya. Untuk molekul terlarut kecil, fenomena yang dikenal sebagai osmosis adalah dasar untuk alat pemisahan. Osmosis terjadi ketika dua larutan pada suhu dan tekanan yang sama tetapi berbeda konsentrasi dipisahkan oleh membran semipermeabel, yaitu salah satu yang memungkinkan lewatnya pelarut tetapi tidak zat terlarut. Salah satu teori aksi membran semipermeabel adalah pelarut yang larut dalam membran di permukaan konsentrasi yang lebih tinggi atau tekanan parsial yang lebih tinggi dan dilepaskan di sisi lain di mana konsentrasinya lebih rendah.

Kecenderungan alami pelarut adalah mengalir untuk menyamakan konsentrasi. Namun, jika tekanan tertentu, seperti tekanan osmotik, aliran pelarut dapat dipaksa dalam arah dari larutan yang lebih pekat ke larutan yang lebih encer. Tekanan osmotik diatur pada rumus:

lnγ_wX_w = (-1/RT) ∫ V_w dP = (- V_w/RT P_osm)

di mana γ adalah koefisien aktivitas, X adalah fraksi mol, dan V adalah volume molal parsial; subscript w mengidentifikasi pelarut.

Konfigurasi Peralatan Proses Membran

Tubular

Membran disimpan baik pada di dalam atau di luar tabung berpori, paling sering di dalam untuk reverse osmosis dan luar untuk ultrafiltrasi. “Membran dinamis” dapat disimpan pada tabung stainless steel berpori dari larutan umpan yang mengandung 50-100 mg/L larutan pembentuk membran yang terdiri dari asam poliakrilat dan oksida zirkonium hidro. Membran seperti itu dapat disimpan dalam 1 jam dan diganti dengan cepat. Fluks sangat tinggi; 100 gal/(sqft)(hari).

Plate-and-frame

Konfigurasi peralatan proses membran ini umum digunakan pada ultrafiltrasi.

Spiral wound

Peralatan ini terdiri dari lembaran membran panjang disegel di tepi dan melampirkan bahan berpori yang berfungsi sebagai saluran untuk aliran permeat. Spacer untuk aliran larutan umpan saluran adalah bahan seperti jala di mana larutannya adalah larutan dipaksa di bawah tekanan. Panjangnya hingga 3 kaki, dan menyediakan sekitar 250 kaki persegi permukaan membran/cuft bejana. osmosis balik dapat mencapai hingga 2500 gal/(sqft)(hari).

Hollow Fiber

Berfungsi sebagai cangkang dan tabung satu ujung perangkat. Di satu ujung serat tertanam dalam epoksi tubesheet dan di ujung lainnya disegel. Aliran keseluruhan dari larutan umpan dan permeat berada dalam aliran berlawanan.

Proses-proses di atas sangat erat kaitanya dengan mekanika fluida. Salah satu metode yang paling umum untuk mendesain suatu sistem industri proses kimia adalah menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD), yaitu metode menyelesaikan persamaan-persamaan mekanika fluida bahkan reaksi kimia menggunakan komputer, sehingga diperoleh hasil yang komprehensif dan detail. >> Klik di sini untuk mempelajari selengkapnya tentang CFD!

Bagi anda mechanical engineer yang ini meningkatkan skill di bidang mechanical engineering secara umum, Kami juga menyediakan solusi yaitu training dengan topik-topik seputar mechanical engineering dengan trainer yang sudah sangat berpengalaman di bidangnya untuk meningkatkan skill dan kompetensi anda sebagai seorang engineer profesional. Untuk list training mechanical engineering >>klik di sini!

>>KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL TENTANG PERALATAN PROSES KIMIA LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

aeroengineering services merupakan layanan dibawah CV. Markom dengan solusi terutama CFD/FEA.

Sumber:

M. Walas, Stanley. 1990. Chemical Process Equipment: Selection and Design. Kansas: Butterworth-Heinemann.

Author: admin