^Nahla's Room^ bee..bee..

Cuap-cuap

Elektroforesis

Posted by Alfi Mardiahnur Ramadanti on July 17, 2011 at 7:07 AM Comments comments (1)

Elektroforesis adalah teknik pemisahan komponen atau molekul bermuatan berdasarkan perbedaan tingkat migrasinya dalam sebuah medan listrik. Medan listrik dialirkan pada suatu medium yang mengandung sampel yang akandipisahkan. Teknik ini dapat digunakan dengan memanfaatkan muatan listrik yangada pada makromolekul, misalnya DNA yang bermuatan negatif. Jika molekulyang bermuatan negatif dilewatkan melalui suatu medium, kemudian dialiri aruslistrik dari suatu kutub ke kutub yang berlawanan muatannya maka molekul tersebutakan bergerak dari kutub negatif ke kutub positif. Kecepatan gerak molekultersebut tergantung pada nisbah muatan terhadap massanya serta tergantung pulapada bentuk molekulnya. Pergerakan ini dapat dijelaskan dengan gaya Lorentz, yang terkait dengan sifat-sifat dasar elektris bahan yangdiamati dan kondisi elektris lingkungan:

 

Fadalah gaya Lorentz, q adalah muatan yang dibawa oleh objek, E adalah medanlistrik.

Secaraumum, elektroforesis digunakan untuk memisahkan, mengidentifikasi, danmemurnikan fragmen DNA.

Jenis elektroforesis

 

 

Gambar1. Perangkat elektroforesis gel

Elektroforesis kertas adalah jenis elektroforesis yangterdiri dari kertas sebagai fase diam dan partikel bermuatan yang terlarut sebagai fase gerak, terutama ialah ion-ionkompleks. Pemisahan ini terjadi akibat adanya gradasi konsentrasi sepanjangsistem pemisahan. Pergerakan partikel dalam kertas tergantung pada muatan atau valensi zat terlarut, luas penampang, teganganyang digunakan, konsentrasi elektrolit, kekuatan ion, pH, viskositas, dan adsorpsivitas zatterlarut.

Elektroforesis gel ialah elektroforesis yangmenggunakan gel sebagai fase diam untuk memisahkan molekul-molekul. Awalnyaelektoforesis gel dilakukan dengan medium gel kanji (sebagai fase diam) untukmemisahkan biomolekul yang lebih besar seperti protein-protein. Kemudian elektroforesis gel berkembang denganmenjadikan agarosa dan poliakrilamida sebagai gel media.

Teknikelektroforesis dibedakan menjadi dua, yaitu:

1.      TeknikKonvensional

Ciri-ciriTeknik Konvensional:

· Ukuran alat /jumlah cuplikan/fasapembawa cukup besar

·        Menggunakanarus listrik dengan tegangan tidakterlalu besar ( beberapa puluh volt saja)

·        Proseslama (lebih dari 0,5 jam)

TeknikKonvensional terbagi menjadi dua,yaitu:

a.       ZonaFrontal (moving boundary) : Tak berpendukung

b.      ZonaBerpendukung

2.      TeknikKapiler

Ciri-ciriTeknik Kapiler:

·        Ukuranalat /jumlah cuplikan/fasa pembawa sangatsedikit/kecil

·        Menggunakanarus listrik dengan tegangan tinggi( sampai 30.000 volt )

·        Prosescepat (kurang dari 0,5 jam)

 

 

Kegunaandari elektroforesis, yaitu:

·        Pemisahandan analisis senyawa bermuatan

·        Pemisahandan analisis makromolekul seperti protein, polisakarida, as. Nukleat

·        Pemisahandan analisis campuran senyawa bermuatan dan tak bermuatan ( untukElektroforesis kapiler)

 

MediumPendukung

 

Elektroforesis untuk makromolekul memerlukan medium pendukung untuk mencegahterjadinya difusi karena timbulnya panas dari arus listrik yang digunakan. Gelpoliakrilamid dan agarosa merupakan medium pendukung yang banyak dipakai untukseparasi protein dan asam nukleat. Efek penguapan juga dapat diturunkan minimaljika elektroforesis dilakukan di medium pendukung yang dicelupkan denganlarutan buffer. Pemisahan sempurna suatu campuran dapat terjadi efektif dalamzona tertentu.

 

Meskipun medium pendukung relatif stabil (inert), komposisinya mungkin akanmenyebabkan penyerapan, migrasi elektron (elektro osmosis) atau penyaringanberdasarkan ukuran molekulnya, yang kesemuanya mempengaruhi kecepatan geraksenyawa.

 

1. Cellulose asetat

2. Larutan Buffer

 

Larutan buffer (penyangga) ini menstabilkan pH medium pendukung. Buffer jugadapat mempengaruhi kecepatan gerak senyawa karena beberapa hal, yaitu :

 

- Komposisi

 

Buffer harus tidak mengikat senyawa yang dipisahkan karena akan mempengaruhikecepatan gerak. Buffer borat dipakai untuk memisahkan karbohidrat, karenadapat membentuk gabungan yang bermuatan listrik dengan karbohidrat.

 

- Konsentrasi

 

Dengan naiknya kekuatan ion buffer, jumlah arus listrik yang terbawa meningkatdan bagian aliran yang dibawa sampel menurun, sehingga memperlambat geraknya.Kekuatan ion tinggi dalam buffer akan meningkatkan arus keseluruhan sehinggapanas juga meningkat, biasanya dipilih 0,05 -0,10M.

 

-pH

 

Tingkat ionisasi asam-asam organik akan bertambah apabila pH bertambah,sebaliknya untuk basa-basa organik,oleh sebab itu tingkat kecepatan geraknyajuga terpengaruh oleh pH. Kedua pengaruh dapat terjadi pada senyawa sepertiasam aminoyang memiliki sifat asam dan basa.

 

- Voltase

 

Apabila jarak antara dua elektroda adalah 1 meter dan perbedaan potensialantara keduanya adalah V volt sehingga gradient potensialnya adalah V/1m.Kenaikan gradient potensial akan menyebabkan kecepatan gerak ion.

 

- Aliran listrik

 

Arus aliran listrik dalam larutan antara dua elektroda disebabkan umumnya olehion buffer dan sedikit oleh ion dalam sampel. Kenaikan voltase akanmeningkatkan jumlah muatan yang dipindahkan setiap detik kearah elektroda.Jarak yang ditempuh ion akan sebanding dengan waktunya.

 

- Tahanan

 

Medium elektroforesa menimbulkan pada aliran ion sebanding dengan jenis medium,jenis buffer dan konsentrasinya. Tahanan akan meningkat dengan bertambahnyajarak antara elektroda, namun berkurang dengan bertambahnya luas permukaanelektroda dan konsentrasi ion dalam buffer.

 

 


Membran Reverse Osmosis

Posted by Alfi Mardiahnur Ramadanti on March 8, 2011 at 2:50 AM Comments comments (0)

Membran Reverse Osmosis Oleh: Anna Fadliah Rusydi, ST.

Reverse osmosis adalah suatu proses pembalikan dari proses osmosis. Osmosis adalah proses perpindahan larutan dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut rendah menuju larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi sampai terjadi kesetimbangan konsentrasi. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tetapi aliran larutan dapat diperlambat, dihentikan, dan bahkan dapat dibalikkan (hal ini dikenal dengan istilah “Reverse Osmosis”). Reverse osmosis dilakukan dengan cara memberikan tekanan pada bagian larutan dengan konsentrasi tinggi menjadi melebihi tekanan pada bagian larutan dengan konsentrasi rendah. Sehingga larutan akan mengalir dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses perpindahan larutan terjadi melalui sebuah membran yang semipermeabel dan tekanan yang diberikan adalah tekanan hidrostatik (Shun Dar Lin, 2001).

Untuk mengilustrasikan peristiwa reverse osmosis, bayangkan sebuah membran semipermeabel dengan air di satu sisi dan larutan dengan konsentrasi zat terlarut tinggi di sisi lain. Apabila terjadi peristiwa osmosis normal, air akan melewati membran menuju larutan dengan konsentrasi tinggi. Pada peristiwa reverse osmosis, pada sisi larutan dengan konsentrasi tinggi diberikan tekanan untuk mendorong molekul air melewati membran menuju sisi larutan air (Gambar). Proses pemisahan ini akan memisahkan antara zat terlarut pada salah satu sisi membran dan pelarut murni di sisi yang lain.

 

 

Membran semipermeabel yang digunakan pada reverse osmosis disebut membran reverse osmosis (membran RO). Membran RO memiliki ukuran pori < 1 nm (http://www.lenntech.com/membrane-technology.htm). Karena ukuran porinya yang sangat kecil, membran RO disebut juga membran tidak berpori. Membran RO biasanya digunakan untuk pengolahan air, seperti pengolahan air minum, desalinasi air laut, dan pengolahan limbah cair. Saat ini membran RO juga banyak digunakan pada proses pengolahan air isi ulang. Karakteristik cairan hasil pengolahan membran RO adalah sebagai berikut:

 

Pada pengolahan air minum, seperti pengolahan air isi ulang, membran RO didesain untuk dapat melewatkan molekul-molekul air dan menahan solid, seperti ion-ion garam. Membran RO dapat memisahkan dan menyisihkan zat terlarut, zat organik, pirogen, koloid, virus, dan bakteri dari air baku. Efisiensi penyisisihan membran RO untuk zat terlarut total (TDS) dan bakteri masing-masing adalah 95-99% dan 99%. Sehingga pada akhir proses akan dihasilkan air yang murni (http://www.lenntech.com/whatisro.htm).

Efisiensi penyisihan membran RO yang tinggi menyebabkan terjadinya penyisihan mineral-mineral alami pada air baku. Mineral-mineral alami ini tidak hanya memberikan rasa yang enak pada air tetapi juga membantu fungsi vital sistem tubuh. Air minum akan kurang sehat bagi tubuh apabila kurang mengandung mineral-mineral ini (http://www.historyofwaterfilters.com/reverse-osmosis-pc.html). Dengan kata lain, air murni yang dihasilkan oleh membran RO tidak sehat bagi tubuh. Selain itu, membran RO memiliki keterbatasan dalam pengoperasiannya, di antaranya:

Tekanan air baku adalah antara 40 – 70 psig (800 – 1.000 psi).

Kekeruhan air baku tidak boleh lebih dari 1 NTU.

pH operasi berkisar antara 4 – 11.

TDS air baku tidak boleh lebih dari 35.000 ppm. Nilai TDS yang lebih tinggi akan menurunkan kecepatan produksi.

Suspended Solid air baku; (dinyatakan dengan SDI, Salt Density Index), harus kurang dari 5.

Sisa klor air baku harus nol (0).

Masalah lain yang sering terjadi pada aplikasi membran RO adalah terjadinya membrane fouling. Membrane fouling adalah peristiwa menumpuknya zat terlarut pada permukaan membran atau di dalam pori membran, sehingga kinerja membran akan menurun. Apabila membran mengalami fouling, perlu dilakukan pencucian dengan larutan kimia atau penggantian membran. Hal ini akan meningkatkan biaya operasional (http://en.wikipedia.org/wiki/Membrane_fouling).

 

Air Zam-Zam

Posted by Alfi Mardiahnur Ramadanti on March 8, 2011 at 2:22 AM Comments comments (0)

Bagaimana asal mula air zam zam ?

Keberadaan air zam zam ini tak dapat dilepaskan dari sejarah Nabi Ibrahin dan Ismail. Jejakan kaki Ismail (waktu masih kecil), saat ditinggalkan bersama Siti Hajar oleh Nabi Ibrahim di padang nan gersang, menjadi lantaran bagi memncarnya sumber air zam zam tersebut, Allah terus melanggengkan pancaran air zam zam tersebut hingga detik ini. Sumber air zam zam tersebut berada di dalam kompleks Masjidil Haram, akan tetapi saat ini pintu masuk air zam zam telah ditutup oleh pemerintah Arab Saudi. Penutupan ini dilakukan untuk memperlancar pelaksanaan thawaf, pintu tersebut memang berada di jalur pelataran thawaf, sehingga saat ini para jamah haji mengambil air zam zam sepuasnya di sisi Masjidil Haram.

Fakta mengenai air zam zam

Air zam zam disebut sebut mempunyai kandungan mineral kalsium, magnesium dan fluorida yang cukup tinggi.sumur zam zam berada dalam wadi Ibrahim yang mengalir melalui kota suci Makkah Al Mukarromah.sumur zam zam kini berada dalam ruang bawah tanah, dilindungi oleh panel panel kaca sehingga sumur bisa terlihat dengan jelas akan tetapi ruangan tersebut tidak terbuka untuk umum.sumur zam zam digali secara manual, dalamnya 30,5 m. diameter bagian dalamnya antara 1,08 hingga 2,66 m.penyedotan air zam zam kini menggunakan pompa listriksebelum didistribusikan pada konsumen dan dibawa ke Madinah, air zam zam disaring beberapa kali. Penyaringan pertama menggunakan penyaringan pasir, penyaring mikro dan pemusnahan kuman dengan ultra violet.untuk menjamin kualitas dan ketersediaan air zam zam, pemerintah Arab Saudi mendirikan Zam Zam Studies and Research Center.Apakah air zam zam akan habis ?

sebuah pertanyaan yang sangat menantang, sebuah uji coba telah dilakukan yakni uji pemompaan sumur zam zam sebanyak 8000 liter/detik selama kurang lebih 24 jam menunjukkan tingginya air menurun dari 3,23 m dibawah tanah hingga 12,79 m, dan lalu menjadi 13,39 meter. Setelah itu tinggi air berhenti merosot. Air kembali naik ke 3,9 m dibawah tanah hanya 11 menit setelah pemompaan dihentikan. Adanya kemungkinan air yang masuk lewat lapisan tanah meuju sumur berasal dari retakan batuan di gunung gunung di sekitar Makkah, jadi air zam zam takkan pernah habis.

 

Dimensi dan Profil Sumur Zam-zam

Bentuk sumur Zam-zam dapat dilihat dibawah ini.

Sumur Zam Zam dan Fakta Dibaliknya Bentuk sumur Zam-zam Sumur ini memiliki kedalaman sekitar 30.5 meter. Hingga kedalaman 13.5 meter

teratas menembus lapisan alluvium Wadi Ibrahim. Lapisan ini merupakan lapisan

pasir yang sangat berpori. Lapisan ini berisi batupasir hasil transportasi dari

lain tempat. Mungkin saja dahulu ada lembah yang dialiri sungai yang saat ini

sudah kering. Atau dapat pula merupakan dataran rendah hasil runtuhan atau

penumpukan hasil pelapukan batuan yang lebih tinggi topografinya.

Mata air zamzam

Dibawah lapisan alluvial Wadi Ibrahim ini terdapat setengah meter (0.5 m) lapisan

yang sangat lulus air (permeable). Lapisan yang sangat lulus air inilah yang

merupakan tempat utama keluarnya air-air di sumur Zam-zam.

Sumur Zam Zam dan Fakta Dibaliknya

Mata air zamzam Kedalaman 17 meter kebawah selanjutnya, sumur ini menembus lapisan batuan keras

yang berupa batuan beku Diorit. Batuan beku jenis ini (Diorit) memang agak jarang

dijumpai di Indonesia atau di Jawa, tetapi sangat banyak dijumpai di Jazirah Arab.

Pada bagian atas batuan ini dijumpai rekahan-rekahan yang juga memiliki kandungan

air. Dulu ada yang menduga retakan ini menuju laut Merah. Tetapi tidak ada

(barangkali saja saya belum menemukan) laporan geologi yang menunjukkan hal itu.

Dari uji pemompaan sumur ini mampu mengalirkan air sebesar 11 18.5 liter/detik,hingga permenit dapat mencapai 660 liter/menit atau 40 000 liter per jam. Celah-celah atau rekahan ini salah satu yang mengeluarkan air cukup banyak. Ada celah(rekahan) yang memanjang kearah hajar Aswad dengan panjang 75 cm denga ketinggian30 cm, juga beberapa celah kecil kearah Shaffa dan Marwa.

 

http://alfaroby.wordpress.com/2007/06/25/keajaiban-air-zam-zam/

http://www.scribd.com/doc/21024197/Fakta-Air-Zam-Zam


Cara Mengukur BOD dan COD

Posted by Alfi Mardiahnur Ramadanti on March 8, 2011 at 2:14 AM Comments comments (0)

BOD diukur dengan mengukur perbedaan kandungan DO (oksigen terlarut) setelah diinkubasi selama 5 hari pada 20C.

Caranya untuk tiap sampel, disiapkan 2 sampel air di dalam botol BOD, sampel pertama diukur kadar DO-nya pada hari pertama (DO-0), lalu sampel kedua disimpan di dalam inkubator pada suhu 20C selama 5 hari (botol sampel BOD harus tertutup rapat dan penuh, tidak ada gelembung udara). Setelah lima hari, botol sampel dikeluarkan dan diukur DO-nya. Pengurangan DO setelah diinkubasi selama 5 hari itulah yang disebut BOD.

COD pada sampel air diukur dengan mereaksikan sampel air dengan potassium dikromat di dalam asam sulfat pekat di dalam tabung reaksi tertutup pada suhu 150C selama 2 jam. Pada reaksi itu, semua zat didalam sampel air yang bisa teroksidasi akan teroksidasi dan akan mereduksi Cr6+(berwarna oranye) di potassium dikromat menjadi Cr3+ (berwarna hijau).

Kandungan COD setara dan dapat diukur dengan mengukur tingkat warna Cr6+ atau tingkat warna Cr3+ menggunakan spectrophotometer. Selain metode spectrophotometer, bisa juga menggunakan tirasi dengan indikator Feroin.


Penanganan Limbah Cair

Posted by Alfi Mardiahnur Ramadanti on March 3, 2011 at 9:09 PM Comments comments (0)

PENDAHULUAN

 

Limbahcair adalah sampah cair dari suatu lingkungan masyarakat dan terutama terdiridari air yang telah dipergunakan dengan hampir 0.1 % dari benda-benda padatyang terdiri dari zat organik dan bukan organik.

 

Limbah cair juga merupakan suatu kombinasi(campuran) zatcair-zat limbah atau air-zat limbah. Air limbah atau air buangan adalah sisaair yang dibuang yang berasal dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempatumum lainnya, dan pada umumnya mengandung bahan-bahan atau zat-zat yang dapatmembahayakan bagi kesehatan manusia serta menggangu lingkungan hidup.

 

Batasan lain mengatakan bahwa air limbah adalah kombiasidari cairan dan sampah cair yang berasal dari daerah pemukiman, perdagangan,perkantoran dan industri, bersama-sama dengan air tanah, air permukaan dan airhujan yang mungkin ada (Haryoto Kusnoputranto, 1985).

Pembuangan air limbah baik yang bersumber dari kegiatan domestik (rumahtangga) maupun industri ke badan air dapat menyebabkan pencemaran lingkunganapabila kualitas air limbah tidak memenuhi baku mutu limbah. Sebagai contoh,mari kita lihat Kota Jakarta. Jakarta merupakan sebuah ibukota yang amat padatsehingga letak septic tank, cubluk (balong), dan pembuangan sampahberdekatan dengan sumber air tanah. Terdapat sebuah penelitian yangmengemukakan bahwa 285 sampel dari 636 titik sampel sumber air tanah telahtercemar oleh bakteri coli. Secara kimiawi, 75% dari sumber tersebut tidakmemenuhi baku mutu air minum yang parameternya dinilai dari unsur nitrat,nitrit, besi, dan mangan.

Bagaimana dengan air limbah industri? Dalam kegiatan industri, air limbahakan mengandung zat-zat/kontaminan yang dihasilkan dari sisa bahan baku, sisapelarut atau bahan aditif, produk terbuang atau gagal, pencucian dan pembilasanperalatan, blowdown beberapa peralatan seperti kettle boilerdan sistem air pendingin, serta sanitary wastes. Agar dapat memenuhibaku mutu, industri harus menerapkan prinsip pengendalin limbah secara cermatdan terpadu baik di dalam proses produksi (in-pipe pollution prevention)dan setelah proses produksi (end-pipe pollution prevention).Pengendalian dalam proses produksi bertujuan untuk meminimalkan volume limbahyang ditimbulkan, juga konsentrasi dan toksisitas kontaminannya. Sedangkan pengendaliansetelah proses produksi dimaksudkan untuk menurunkan kadar bahan peencemarsehingga pada akhirnya air tersebut memenuhi baku mutu yang sudah ditetapkan.

Semuabuangan yang dihasilkan oleh aktivitas manusia dan hewan yang berbentuk padat,lumpur, cair maupun gas yang dibuang karena dianggap (oleh si-penghasil) tidakdibutuhkan atau tidak diinginkan lagi. Walaupun dianggap sudah tidak bergunadan tidak dikehendaki, namun bahan tersebut kadang masih dapat dimanfaatkankembali.

 

MenurutWHO, ada empat tahapan pencemaran :

 

Pencemaran tingkat pertama Pencemaran yang tidak menimbulkan kerugian pada manusia,baik dilihat dan kadar zat pencemarannya maupun waktu kontaknya denganlingkungan

Pencemaran tingkat kedua Pencemaran yang mulai menimulkan iritasi ringan pada pancaindra dan alat vegatatif lainnya serta menimbulkan gangguan pada komponenekosistem lainnya

Pencemaran tingkat ketiga Pencemaran yang sudah mengakibatkan reaksi pada bagiantubuh dan menyebabkan sakit yang kronis

Pencemaran tingkat keempatPencemaran yang telah menimbulkan dan mengakibatkankematian dalam lingkungan karena kadar zat pencemar terlalu tinggi.

Namun walaupun begitu, masalah air limbah tidak sesederhana yang dibayangkankarena pengolahan air limbah memerlukan biaya investasi yang besar dan biayaoperasi yang tidak sedikit. Untuk itu, pengolahan air limbah harus dilakukandengan cermat, dimulai dari perencanaan yang teliti, pelaksanaan pembangunanfasilitas instalasi pengolahan air limbah (IPAL) atau unit pengolahan limbah (UPL)yang benar, serta pengoperasian yang cermat.

Dalam pengolahan air limbah itu sendiri, terdapat beberapa parameterkualitas yang digunakan. Parameter kualitas air limbah dapat dikelompokkanmenjadi tiga, yaitu parameter organik, karakteristik fisik, dan kontaminanspesifik. Parameter organik merupakan ukuran jumlah zat organik yang terdapatdalam limbah. Parameter ini terdiri dari total organic carbon (TOC), chemicaloxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), minyak danlemak (O&G), dan total petrolum hydrocarbons (TPH). Karakteristikfisik dalam air limbah dapat dilihat dari parameter total suspended solids(TSS), pH, temperatur, warna, bau, dan potensial reduksi. Sedangkan kontaminanspesifik dalam air limbah dapat berupa senyawa organik atau inorganik.

Industri primerpengolahan hasil hutan merupakan salah satu penyumbang limbah cair yangberbahaya bagi lingkungan. Bagi industri-industri besar, seperti industri pulpdan kertas, teknologi pengolahan limbah cair yang dihasilkannya mungkin sudahmemadai, namun tidak demikian bagi industri kecil atau sedang. Namun demikian,mengingat penting dan besarnya dampak yang ditimbulkan limbah cair bagilingkungan, penting bagi sektor industri kehutanan untuk memahami dasar-dasarteknologi pengolahan limbah cair.

Teknologi pengolahanair limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian lingkungan. Apapun macamteknologi pengolahan air limbah domestik maupun industri yang dibangun harusdapat dioperasikan dan dipelihara oleh masyarakat setempat. Jadi teknologipengolahan yang dipilih harus sesuai dengan kemampuan teknologi masyarakat yangbersangkutan.

Berbagaiteknik pengolahan air buangan untuk menyisihkan bahan polutannya telah dicobadan dikembangkan selama ini. Teknik-teknik pengolahan air buangan yang telahdikembangkan tersebut secara umum terbagi menjadi 3 metode pengolahan:

1.      Pengolahan secara fisika

2.      Pengolahan secara kimia

3.      Pengolahan secara biologi

Untuk suatu jenis airbuangan tertentu, ketiga metode pengolahan tersebut dapat diaplikasikan secarasendiri-sendiri atau secara kombinasi.

 

PEMBAHASAN

 

1.     Pengertian Limbah

Secara umum yang disebut limbah adalah bahan sisa yang dihasilkan dari suatukegiatan dan proses produksi, baik pada skala rumah tangga, industri, pertambangan,dan sebagainya. Bentuk limbahtersebut dapat berupa gas dan debu, cair atau padat,  yang kehadirannyapada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidakmemiliki nilai ekonomis. Diantara berbagai jenis limbah ini ada yang bersifat beracun atau berbahaya dandikenal sebagai limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (Limbah B3).

Bila ditinjau secarakimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia organik dan anorganik. Dengankonsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak negatifterhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukanpenanganan terhadap limbah.

Semuabuangan yang dihasilkan oleh aktivitas manusia dan hewan yang berbentuk padat,lumpur, cair maupun gas yang dibuang karena dianggap (oleh si-penghasil) tidakdibutuhkan atau tidak diinginkan lagi. Walaupun dianggap sudah tidak bergunadan tidak dikehendaki, namun bahan tersebut kadang masih dapat dimanfaatkankembali.

 

 

2.      Limbah Cair

 

Limbah cair adalah sampah cairdari suatu lingkungan masyarakat dan terutama terdiri dari air yang telahdipergunakan dengan hampir 0.1 % dari benda-benda padat yang terdiri dari zatorganik dan bukan organik.

 

Limbah cair juga merupakan suatu kombinasi(campuran) zatcair-zat limbah atau air-zat limbah. Air limbah atau air buangan adalah sisaair yang dibuang yang berasal dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempatumum lainnya, dan pada umumnya mengandung bahan-bahan atau zat-zat yang dapatmembahayakan bagi kesehatan manusia serta menggangu lingkungan hidup.

 

Batasan lain mengatakan bahwa air limbah adalah kombiasidari cairan dan sampah cair yang berasal dari daerah pemukiman, perdagangan,perkantoran dan industri, bersama-sama dengan air tanah, air permukaan dan airhujan yang mungkin ada (Haryoto Kusnoputranto, 1985).

 

Dari batasan tersebut dapat disimpulkan bahwa air buanganadalah air yang tersisa dari kegiatan manusia, baik kegiatan rumah tanggamaupun kegiatan lain seperti indusri, perhotelan dan sebagainya.

 

Meskipun merupakan air sisa namun volumenya besar karenalebih kurang 80% dari air yang digunakan bagi kegiatan-kegiatan manusiasehari-hari tersebut dibuang lagi dalam bentuk yang sudah kotor (tercemar).Selanjutnya air limbah ini akhirnya akan mengalir ke sungai dan laut dan akandigunakan oleh manusia lagi. Oleh sebab itu, air buangan ini harus dikelola danatau diolah secara baik.

Faktor yangmempengaruhi pembuangan limbah cair  :

-         Iklim

-         Ukuran komunitas (jumlah penduduk)

-         Kepadatan pengambangan (jenis pembuang limbah cairdalam suatu lingkungan)

-         Faktorekonomi (makin kaya, makin banyak butuh air)

-         Kebergantungan dan mutu suplai air

-         Penghematan air

 

 

 

3.    Sumber Limbah Cair

 

Air limbah berasal dari berbagai sumber, secara garis besardapat dikelompokkan sebagai berikut :

 

Limbah Cair DomestikLimbahpemukiman mengandung limbah domestik berupa sampah organik dan sampah anorganikserta deterjen. Sampah organik adalah sampah yang dapat diuraikan ataudibusukkan oleh bakteri. Contohnya sisa-sisa sayuran, buah-buahan, dandaun-daunan. Sedangkan sampah anorganik sepertikertas, plastik, gelas ataukaca, kain, kayu-kayuan, logam, karet, dan kulit. Sampah-sampah ini tidak dapatdiuraikan oleh bakteri (non biodegrable).

Sampah organik yang dibuang ke sungai menyebabkanberkurangnya jumlah oksigen terlarut, karena sebagian besar digunakan bakteriuntuk proses pembusukannya. Apabilasampah anorganik yang dibuang ke sungai, cahaya matahari dapat terhalang danmenghambat proses fotosintesis dari tumbuhan air dan alga, yang menghasilkanoksigen.

Tentunyaanda pernah melihat permukaan air sungai atau danau yang ditutupi buihdeterjen. Deterjen merupakan limbah pemukiman yang paling potensial mencemariair. Pada saat ini hampir setiap rumah tangga menggunakan deterjen, padahallimbah deterjen sangat sukar diuraikan oleh bakteri.

Sehinggatetap aktif untuk jangka waktu yang lama. Penggunaan deterjen secarabesar-besaran juga meningkatkan senyawa fosfat pada air sungai atau danau.Fosfat ini merangsang pertumbuhan ganggang dan eceng gondok. Pertumbuhanganggang dan eceng gondok yang tidak terkendali menyebabkan permukaan air danauatau sungai tertutup sehingga menghalangi masuknya cahaya matahari danmengakibatkan terhambatnya proses fotosintesis.

Jika tumbuhanair ini mati, akan terjadi proses pembusukan yang menghabiskan persediaanoksigen dan pengendapan bahan-bahan yang menyebabkan pendangkalan

 

Limbah domestikterdiri dari pembuangan air kotor dari kamar-kamar mandi, dapur dan lain-lain. Kotoran-kotoranitu mrupakan campuran yang rumit dari zat-zat bahan mineral dan organik dalambanyak bentuk, termasuk partikel-partikel besar dan kecil benda padat,sisa-sisa bahan larutan, dalam bentuk koloid dan setengah koloid. Sampah itujuga mengandung zat-zat hidup,khususnya bakteri, virus dan protozoa.

 

Kebanyakan dari bakteri tersebut secara relative tidakberbahaya, namun sebagiannya secara positif berbahaya karena ada hubungannyadengan penyakit (patogenik) atau penyebab penyakit.Dalam air limbah terdapatbahan kimia sukar untuk dihilangkan dan berbahaya. Bahan kimia tersebut dapatmemberi kehidupan bagi kuman-kuman penyebab penyakit disentri, tipus, koleradsb. Air limbah tersebut harus diolah agar tidak mencemari dan tidakmembahayakan kesehatan lingkungan.

 

Kadar airsampah sangat tinggi yaitu 99,9% atau lebih. Benda-benda padat dalam sampahdapat berbentuk organik maupun anorganik. Zat organik dalam sampah terdiri daribahan-bahan nitrogen, karbohidrat, lemak dan sabun. Bersifat tidak tetap danmenjadi busuk, mengeluarkan bau-bauan yang tidak sedap. Sifat-sifat sampahinilah ynag membuat perlunya pembenahan sampah dan menyebabkankesulitan-kesulitan yang sangat besar dalam pembuatannya. Benda-benda padatanorganik biasanya tidak merugikan.

 

Sampah yangmasih baru hanya sedikit yang berwarna keruh tetapi kemudian menjadi semakinkelam. Sampah yang baru berisi sedikit oksigen larut dan sedikit nitrit dannitrat, khususnya setelah hujan. Sampah yang baru hanya mengandung sedikitalkali tetapi selama oksidasi terjadilah pengurangan kandungan alkali. Sampahynag basi menyebabkan bau-bau yang bersumber dari hidrogen sufida dan gas-gaslainnya. Biasanya tidak mengandung oksigen yang telah terurai. Apabila sampahmembusuk, gelembung-gelembung gas dapat terlihat memancar keluar daripermukaaan.

 

 

 

 

Limbah Cair Industri 

Air buangan industri (industrial wastes water) yang berasal dari berbagaijenis industri akibat proses produksi. Zat-zat yang terkandung didalamnyasangat bervariasi sesuai dengan bahan baku yang dipakai oleh masing-masingindusti, antara lain nitrogen, sulfida, amoniak, lemak, garam-garam, zatpewarna, mineral, logam berat, zat pelarut, dan sebagainya.

 

Limbah cair yang merupakan hasil pengolahan dalam suatu proses produksi,misalnya sisa-sisa pengolahan industri pelapisan logam dan industri kimialainnya. Tembaga, timbal, perak, khrom, arsen dan boron adalah zat-zat yangdihasilkan dari proses industri pelapisan logam

 

 

Limbah industri umumnya berupa bahan sintetik, logam berat, bahan beracunberbahaya yang sulit untuk diurai oleh proses biologi (nondegradable) selainitu limbah industri bersifat menetap dan mudah terakumulasi (biomagnifikasi)bahkan logam berat sebagai sebuah unsur memiliki kodrat menetap dialam tidakdapat dihilangkan. Sedangkan limbah domestik umumnya tersusun atas limbahorganik, jenis limbah ini dapat terurai menjadi zat-zat yang tidak berbahayadan dapat dihilangkan dari perairan dengan proses biologis alamiah(biodegradable), proses kimia dan fisika. Oleh sebab itu, pengolahan jenis airlimbah ini, agar tidak menimbulkan polusi lingkungan menjadi lebih rumit.

 

4.    Karakteristik Limbah Cair

 

Karakteristik airlimbah perlu dikenal karena hal ini akan menentukan cara pengolahan yang tepatsehingga tidak mencemari lingkungan hidup. Secara garis besar karakteristik airlimbah ini digolongkan sebagai berikut :

 

a. KarakteristikFisik

 

Sebagian besarterdiri dari air dan sebagian kecil terdiri dari bahan-bahan padat dansuspensi. Terutama air limbah rumah tangga, biasanya berwarna suram sepertilarutan sabun, sedikit berbau. Kadang-kadang mengandung sisa-sisa kertas,berwarna bekas cucian beras dan sayur, bagian-bagian tinja, dan sebagainya.

 

b. KarakteristikKimiawi

 

Biasanya airbuangan ini mengandung campuran zat-zat kimia anorganik yang berasal dari airbersih serta bermacam-macam zat organik berasal dari penguraian tinja, urinedan sampah-sampah lainnya. Oleh sebab itu pada umumnya bersifat basa pada waktumasih baru dan cenderung ke asam apabila sudah mulai membusuk.

 

Substansiorganik dalam air buangan terdiri dari 2 gabungan, yakni :

- Gabunganyang mengandung nitrogen, missalnya urea, protein, amine dan asam

   amino.

- Gabunganyang tak mengandung nitrogen,, misalnya lemak, sabun dan

   karbohidrat, termasuk selulosa.

c. KarakteristikBakteriologis

 

Kandungan bakteripatogen serta organisme golongan coli terdapat juga dalam air limbah tergantungdarimana sumbernya namun keduanya tidak berperan dalam proses pengolahan airbuangan. Sesuai dengan zat-zat yang terkandung didalam air limbah ini maka airlimbah yang tidak diolah terlebih dahulu akan menyebabkan berbagai gangguankesehatan masyarakat dan lingkungan hidup antara lain :

 

     Menjaditransmisi atau media penyebaran berbagai penyakit, terutama kolera, typhusabdominalis, disentri baciler.

     Menjadimedia berkembangbiaknya mikroorganisme patogen.

     Menjaditempat-tempat berkembangbiaknya nyamuk atau tempat hidup larva nyamuk.

     Menimbulkanbau yang tidak enak serta pandangan yang tidak sedap.

     Merupakansumber pencemaran air permukaan, tanah dan lingkungan hidup lainnya.

     Mengurangiproduktivitas manusia karena orang bekerja dengan tindak nyaman dan sebagainya.

 

Untuk mencegahatau mengurangi akibat-akibat buruk tersebut di atas diperlukan kondisi,persyaratan dan upaya-upaya sedemikian rupa sehingga air limbah tersebut :

 

v Tidakmengakibatkan kontaminasi terhadap sumber air minum.

v Tidakmengakibatkan pencemaran terhadap permukaan tanah.

v Tidakmenyebabkan pencemaran air untuk mandi, perikanan, air sungai, atautempat-tempat rekreasi.

v Tidakdapat dihinggapi serangga dan tikus dan tidak menjadi tempat berkembangbiaknyaberbagai bibit penyakit dan vektor.

v Tidakterbuka kena udara luar (jika tidak diolah) serta tidak dapat dicapai olehanak-anak.

v Baunyatidak mengganggu.

 

Hasil pemeriksaan limbah cairmenunjukan beberapa parameter melebih baku mutu golongan II, yakni: total zatpadat tersuspensi, amoniak bebas, dan materi organik (BOD dan COD). Di dalam limbah cairditemukan pula bakteri golongan coliform dan fecal coliform.

 

 

 

Selain itu air limbah mempunyai tingkat keasaman yangrelatif tinggi (4,28). Derajat keasaman ini timbul akibat degradasi materiorganik yang terkandung dalam bak pencucian dan bak pengendap (Tabel 2 danTabel 3).

 

Dalam industri bahan makanan, kehadiran bakteri golongan coliformtidak diharapkan, karena menunjukkan adanya kontaminasi dari buangan yangberasal dari pencernaan manusia dan hewan berdarah panas. Kontaminasi ini dapatterjadi karena proses pelepasan pati dari serat aren dilakukan dengan caramenginjak-injak serat aren tanpa memperhatikan aspek sanitasi diri.

 

Adanyaamoniak dan materi organik dalam limbah cair dapat menurunkan kualitaslingkungan karena senyawa-senyawa tersebut akan mengalami stabilisasi olehaktivitas mikroorganisme. Dalam proses ini konsentrasi oksigen dalam badan airyang tercemar limbah ini akan mengalami penurunan sehingga dapat mengganggubiota air. Untuk mencegah dampak pencemaran ini limbah cair dari industri perludiolah terlebih dahulu untuk menurunkan konsentrasi amoniak dan materi organikyang berpotensi mencemari lingkungan.

 

 

 

 

5.Parameter Limbah yang diizinkan

 

Standar Parameter Limbah Cair :

 

v  ParameterFisika  :

-         Kandungan padatan

-         Bau

-         Suhu

-         Densitas

-         Warna

-         Turbiditas

 

v  ParameterKimia  :

-         Kandungan zat organic (protein, karbohidrat, sufaktan, dll) → COD, BOD

-         Kandungan zat anorganik (pH, Cl, N, S, P, dll) → COD

-         Gas (DO, metan, H2S)

 

v  ParameterBiologi

-         Mikroorganisme (bakteri, jamur, alga, protozoa, selhewan, sel tumbuhan, virus) → Perhitungan jumlah organisme koliform, testoksisitas

 

 Indikasipencemaran air dapat kita ketahui baik secara visual maupun pengujian.

Perubahan pH (tingkat keasaman / konsentrasi ion hidrogen). Air normal yang memenuhi syarat untuk suatukehidupan memiliki pH netral dengan kisaran nilai 6.5 – 7.5. Air limbahindustri yang belum terolah dan memiliki pH diluar nilai pH netral, akanmengubah pH air sungai dan dapat mengganggu kehidupan organisme didalamnya. Halini akan semakin parahjika daya dukung lingkungan rendah serta debit air sungairendah. Limbah dengan pH asam / rendah bersifat korosif terhadap logam.

 

Perubahan warna, bau dan rasa Air normak dan air bersih tidak akan berwarna, sehinggatampak bening / jernih. Bila kondisi airwarnanya berubah maka hal tersebut merupakan salah satu indikasi bahwa airtelah tercemar. Timbulnya bau pada air lingkungan merupakan indikasi kuat bahwaair telah tercemar. Air yang bau dapat berasal darilimba industri atau darihasil degradasioleh mikroba. Mikroba yang hidup dalam air akan mengubah organikmenjadi bahan yang mudah menguap dan berbau sehingga mengubah rasa.

 

Timbulnya endapan, koloid dan bahan terlarut Endapan, koloid dan bahan terlarut berasal dari adanyalimbah industri yang berbentuk padat. Limbahindustri yang berbentuk padat, bila tidak larut sempurna akan mengendapdidsarsungai, dan yang larut sebagian akan menjadi koloid dan akanmenghalangibahan-bahan organik yang sulit diukur melalui uji BOD karena sulitdidegradasi melalui reaksi biokimia, namun dapat diukur menjadi uji COD.

o       DO (Dissolved Oxygen)

 

Dissolved Oxygen adalah oksigenterlarut yang terkandung di dalam air, berasal dari udara dan hasil prosesfotosintesis tumbuhan air. Oksigen diperlukan oleh semua mahluk yang hidup diair seperti ikan, udang, kerang dan hewan lainnya termasuk mikroorganisme sepertibakteri.

Agarikan dapat hidup, air harus mengandung oksigen paling sedikit 5 mg/ liter atau5 ppm (part per million). Apabila kadar oksigen kurang dari 5 ppm, ikan akanmati, tetapi bakteri yang kebutuhan oksigen terlarutnya lebih rendah dari 5 ppmakan berkembang.

Apabilasungai menjadi tempat pembuangan limbah yang mengandung bahan organik, sebagianbesar oksigen terlarut digunakan bakteri aerob untuk mengoksidasi karbon dannitrogen dalam bahan organik menjadi karbondioksida dan air.

Sehinggakadar oksigen terlarut akan berkurang dengan cepat dan akibatnya hewan-hewanseperti ikan, udang dan kerang akan mati. Lalu apakah penyebab bau busuk dariair yang tercemar? Bau busuk ini berasal dari gas NH3 dan H2S yang merupakanhasil proses penguraian bahan organik lanjutan oleh bakteri anaerob.

o       BOD(Biochemical Oxygen Demand)

BOD(Biochemical Oxygen Demand) artinya kebutuhan oksigen biokima yang menunjukkanjumlah oksigen yang digunakan dalam reaksi oksidasi oleh bakteri. Sehinggamakin banyak bahan organik dalam air, makin besar B.O.D nya sedangkan D.O akanmakin rendah. Air yang bersih adalah yang B.O.D nya kurang dari 1 mg/l atau1ppm, jika B.O.D nya di atas 4ppm, air dikatakan tercemar.

 

o       COD(Chemical Oxygen Demand)

 

COD (Chemical Oxygen Demand) sama dengan BOD, yang menunjukkan jumlahoksigen yang digunakan dalam reaksi kimia oleh bakteri. Pengujian COD pada airlimbah memiliki beberapa keunggulan dibandingkan pengujian BOD.

 

Komponen Polutan

Polutan adalah zat atau persenyawaan yang jika dilepas ke lingkungan dalamjumlah besar dapat menyebabkan kerusakan lingkungan (butuh waktu degradasialami yang lama) atau zat tersebut memang tidak ada dialam (xenobiotik) yangjika dilepas ke lingkungan akan tidak terurai.

 

 

6. Dampak Limbah yang TidakDiolah

Limbah cair yang memiliki kadarmelebihi nilai ambang batas yang ditolerir, maka jika tidak diolah akanmengakibatkan :

o  Bautidak enak atau busuk

o  Berkembangnyamikroorganisme patogen dan penyakit

o  Pertumbuhantanaman air yang tak dikehendaki (eutrofikasi : enceng gondok)

o  Polusizat berbahaya dan beracun   

Pembuangan air limbah baik yangbersumber dari kegiatan domestik (rumah tangga) maupun industri ke badan airdapat menyebabkan pencemaran lingkungan apabila kualitas air limbah tidakmemenuhi baku mutu limbah.

Dalam kegiatan industri, airlimbah akan mengandung zat-zat/kontaminan yang dihasilkan dari sisa bahan baku,sisa pelarut atau bahan aditif, produk terbuang atau gagal, pencucian danpembilasan peralatan, blowdown beberapa peralatan seperti kettleboiler dan sistem air pendingin, serta sanitary wastes. Agardapat memenuhi baku mutu, industri harus menerapkan prinsip pengendalin limbahsecara cermat dan terpadu baik di dalam proses produksi (in-pipe pollutionprevention).

Hasil limbah cair dipastikan mengandung bahanorganik berupa pati atau serat baik terlarut maupun partikel tersuspensi.Tingginya kandungan bahan organik bergantung pada efisiensi proses pemisahanpati dari air. Terdapat sebuah penelitian yang mengemukakan bahwa 285sampel dari 636 titik sampel sumber air tanah telah tercemar oleh bakteri coli.Secara kimiawi, 75% dari sumber tersebut tidak memenuhi baku mutu air minumyang parameternya dinilai dari unsur nitrat, nitrit, besi, dan mangan.

Apabila limbah cair industri ini dibuang ke lingkungantanpa pengolahan terlebih dahulu maka air limbah akan berubah warna menjadicoklat kehitaman dan berbau busuk. Perubahan disebabkan terjadinya penguraianbahan organik pada kondisi septik dan kadar oksigen dalam genangan air tersebutmenjadi nol. Air limbah dapat meresap ke dalam sumur maupun mengalir ke badanair (sungai) di sekitar tempat tersebut. Sebagai akibatnya sumur dan sungaitersebut akan mengalami penurunan kualitas dan tidak layak digunakan sebagai sumberair bersih.

 

Saat ini sebagian limbah cair kadang dimanfaatkan pendudukuntuk menyiram dan memupuk tanaman padi yang merupakan komoditas utama didaerah sekitar Bendo. Pemanfaatan limbah cair secara tradisional ini dilakukanmengingat limbah cair masih mengandung unsur-unsur hara yang berguna bagitanaman.

 

Efek kandunganpolutan di lingkungan:

 

Zat Polutan

Akibat

Zat organik terlarut

Deplesi oksigen di zat cair

Padatan tersuspensi (SS)

Deposisi zat padat di perairan

SS organic

Deplesi oksigen, bau busuk

Trace organics

Tastes and odors

Logam berat, sianida, organic toksik

Membunuh makhluk hidup (cepat atau perlahan), Mutan

Warna dan Turbiditas

Hambatan sinar matahari

Nitrogen dan fosfat

Eutrofikasi

Minyak dan floatingmaterials

Deplesi oksigen dll

Material volatile

Polusi udara

Bahan refraktori tahan biodegradasi

Toksik, foaming

 

 

 

Efek samping darilimbah dapat berupa :

-         Membahayakankesehatan manusia karena dapat merupakan pembawa suatu penyakit ( vehicle)

-         Merupakansegi ekonomi karena dapat menimbulkan kerusakan pada benda/ bangunan maupun tanam-tanaman dan perternakan

-         Dapatmerusak atau membunuh kehidupan yang ada di dalam air seperti ikan dan binatangpeliharaannya 

-         Dapatmerusak keindahan (estetika) karena bau busuk dan pemandangan yang tidak sedapdipandang apalagi pada sungai-sungai yang berada di pinggir jalan.

 

 

7. Pengolahan Secara Fisika

Padaumumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, diinginkanagar bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap ataubahan-bahan yang terapung disisahkan terlebih dahulu. Penyaringan (Screeening)merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yangberukuran besar. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secaramudah dengan proses pengendapan. Parameter desain yang utama untuk pengendapanini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bakpengendap.

 

 Gambar 1.  Skema Diagram Pengolahan Fisik

 

 

Pengolahanair buangan yang dilakukan melalui mekanisme fisika disebut sebagai unitoperasi fisika. Beberapa jenis pengolahan fisika yang biasa digunakan untukmengolah air limbah :

 

(a).Screening,

(b).Comminution,

(c). Gritrevoval

(d). Flow equalization(TAR),

(e).Sedimentasi,

(f). Flotasi,

(g). Aerasi,

(h).Filtrasi,

(i).Thickening, dan

(j).Sentrifugasi

 

Berikut adalah penjelasan mengenaipengolahan limbah secara fisika :

 

a.   Screening

 

Saringan (Screening) berfungsi untuk menahanbahan-bahan yang kasar seperti sampah, potongan kayu, serpihan kertas, kain danbenda-benda kasar lain yang terdapat dalam air limbah. Penyaringan dilakukanuntuk menghindari rusaknya atau tersumbatnya peralatan seperti pompa, katub-katub,pipa penyalur, alat pengaduk yang digunakan dalam pengolahan air.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Penghilanganpartikel kasar dan zat tersuspensi selalu menjadi langkah awal dalam pengolahanair limbah. Zat padat tersuspensi biasanya inert (sulit dirombak) atau dapatdirombak secara biologis perlahan-lahan. Oleh karena itu, penghilangan zatpadat akan menguntungkan untuk peningkatan kinerja dari proses stabilisasi.

 

Dampaklain dari pre-treatment secara mekanis adalah bahwa langkah-langkah pengolahanberikutnya akan terlindungi terhadap kerusakan dan penyumbatan. Oleh karenaitu, operator harus betul-betul memperhatikan bahwa fungsi dari pre-treatmentsecara mekanis adalah faktor yang penting untuk keseluruhan proses danpemeliharaan secara teratur serta kontrol.

 No

Parameter

Simbol

Satuan

Besaran

1

2

3

4

 

5

6

7

Jarak bukaan antar batang

Lebar penampang batang

Panjang penampang batang

Sudut kemiringan batang dari garis vertikal

Kecepatan aliran

Volume material

Maksimum head loss

b

w

p

 

v

V

hL

mm

mm

mm

derajat

 

m/dt

m3/106m3

mm

25 – 50

 25,4

25 – 50

30 – 45

 

0.3 – 0.9

3.5 – 8

150

 

Tabel 1. Kriteria Desain Bar Screen

Sumber:Elwyn E. Seelye, Design

 

BarScreen digunakan untuk menyaring semuasampah dan kotoran seperti benang, potongan – potongan kain dan lain – lainagar tidak terbawa aliran air limbah yang masuk ke unit pengolahan. Hal iniperlu dilakukan untuk mencegah tersumbatnya pipa, valve dan pompa. Setelahmelewati Bar Screen ,airlimbah akan mengalir masuk ke PumpPit untuk selanjutnya dipompa menuju Equalization Tank.

 

Tabel 2. Faktor Krischmer

No.

Tipe Batang

b

1

2

3

4

Persegi

Persegi, sisi depan ½  lingkaran

Lingkaran

Persegi, sisi depan & belakang ½ lingkaran

2.42

1.83

1.79

1.67

 

 

b.         Comminution

 

Tujuancomminution adalah untuk menghaluskan material sehingga memudahkan pengolahanberikutnya dan menghilangkan kendala pembuangan limbah screening yang masihkasar. Jenis comminutor adalah comminutor aliran gravitasi dan pressurecomminutor.

 

 

 

c.        Grit Removal

 

FungsiGrit Removal adalah menghilangkan tanah kasar, pasir dan partikel halus mineraldari air buangan sehingga tidak mengendap dalam saluran ataupun pipa  danmelindungi pompa dan mesin dari abrasi.

 

Secarateoretis, partikel yang bisa diendapkan oleh grit removal adalah berukuran>200 mm. Dalam pengolahan air buangan, grit removal untuk pengolahan airbuangan dari domestik bisa dilakukan dengan single grit channel, circulargrit channel dan aerated rectangular grit chamber. Di dunia industri, gritremoval biasanya digunakan pada efluen indutri pertanian dan makanan ataupunindustri metalurgi.

 

 Tabel 3. Kriteria desain Grit chamber No

Parameter

Simbol

Satuan

Besaran

1

2

3

4

5

Diameter pasir

Kecepatan horisontal

Waktu detensi

Kecepatan mengendap pasir

Volume pasir

Ø

Vh

Td

vs

Vol

mm

m/dtk

detik

m/menit

m3/10 m3

> 0,2

0,26 – 0,44

20 – 60

1,0 – 1,3

0,023 – 0,1

 

 

 

d.   Equalisasi ( Tangki Aliran Rata-Rata)

 

EqualizationTank merupakan bak penampungan sementarauntuk air limbah sebelum dilakukan pengolahan lebih lanjut. Tujuan penggunanaanbak ini adalah untuk menghomogenkan konsentrasi air limbah yang masuk sehinggatidak terjadi fluktuasi debit, sifat fisik dan kimia limbah yang dapatmengakibatkan terjadinya SHOCKLOADING di Aeration Tank.Untuk menghomogenkan konsentrasi limbah dalam Equalization Tank digunakan 2 Aerator Submersible yangdijalankan selama 24 jam penuh. Penggunaan Aerator ini juga bertujuan untuk mencegah terjadinya proses Anaerobik dalam Equalization Tank. Dari Equalization Tank ini air limbahakan dipompa menuju Mixing Tankdengan menggunakan pompa submersible yang dilengkapi dengan sensor WLC untukmengatur kerja pompa secara otomatis dengan mengacu pada ketinggian permukaanair yang ada di Equalization Tank. Equalisasi digunakan untukmengatasi masalah yang timbul di dalam operasional akibat perubahan aliran(aliran yang berubah-ubah dan atau turbulen) dan memperbaiki hasil pada prosesberikutnya. Bak equalisasi bukanlah bak proses pengolahan.

 

Equalisasiadalah peredaman (pengurangan) aliran yang tidak kontinyu menjadi aliran yangmendekati konstan. Cara ini dapat diterapkan pada situasi yang berbeda,tergantung pada karakteristik sistem penampungan. Penerapan yang penting padaequalisasi adalah sebagai berikut :

Debit cuaca kering (debit saluran kering selama 24 jam)Debit cuaca basah (hujan) dari sistem drainase terpisahKombinasi debit air hujan dan debit air buangan saluran sanitasi 

Keuntunganpemakaian bak equalisasi adalah sebagai berikut : menyediakan aliran limbahyang memenuhi kebutuhan pengolahan biologi, menstabilkan pH dan meminimasikebutuhan bahan kimia untuk netralisasi, mengurangi turbulensi aliran, untukmengurangi konsentrasi bahan beracun yang tinggi pada pengolahan air limbahsecara biologis.

 

Penambahanpengadukan dilakukan untuk menjamin proses equalisasi berjalan baik danmencegah pengendapan padatan didasar bak. Bak equalisasi dapat diletakkansecara in-line (langsung sebagai bagian dari flow diagram) dan off-line (tidaklangsung berada pada sistem pengolahan). Untuk menurunkan kebutukan mixingdapat dilakukan dengan penambahan proses grit removal pada sistem pengolahanair limbah. Waktu tinggal air limbah di tangki equalisasi sekitar ± 2 jam.

 

Pompayang dapat dipakai dalam tangki equalisasi adalah pompa sumbersible yangdilengkapi dengan pengukur ketinggian air, sehingga pada ketinggian tertentupompa dapat beroperasi secara otomatis. Dalam hal ini pemeliharaan danoperasionalnya menjadi lebih efektif dan efisien.

 

 

 e.  Sedimentasi

 

Sedimentasiadalah unit operasi yang didesain untuk mengumpulkan dan memindahkan padatantersuspensi dari air limbah dengan cara gravitasi. Sedimentasi berguna untukmemisahkan pasir, partikel yang besar, dalam kolam pengendapan utama, biologicalflock pada kolam pengendapan lumpur aktif, dan menghilangkan flok kimiawiketika proses koagulasi senyawa kimia digunakan. Ini juga digunakan untukmengumpulkan padatan yang ada di thickening. Di banyak kasus, tujuan utamaadalah untuk menghasilkan effluen yang jernih, tetapi ini juga penting untukmenghasilkan lumpur dengan konsentrasi padatan yang dapat mempermudahpenanganan dan pengolahan.

 

Prosespengendapan dilakukan untuk memisahkan bahan-bahan yang karena gaya beratnya(gravitasi) akan turun dan mengendap kedasar bak sedimentasi. Prosessedimentasi banyak dilakukan pada akhir proses pengolahan air limbah. Baksedimentasi yang digunakan berbentuk memanjang maupun sirkular atau yang lebihdikenal dengan nama Clarifier. pengolahan secara fisik ini seringkali dinamakan juga sebagai pretreatment.

 

Kondisiperforma pengendapan partikel dipengaruhi oleh kondisi aliran apakah laminerataupun turbulen. Untuk mencapai kondisi performa yang optimal maka diusahakanaliran laminer, yaitu didekati dengan bilangan Reynold < 500 dan bilanganFroude > 10-5.

 

Tipe-tipesedimentasi ada empat macam yaitu :

(1). Tipe pengendapan I (freesettling)

Sering disebut sebagai pengendapan partikel diskrit,pengendapan partikel diskrit dimana partikel mengendap secara individual dan partikeltidak berubah ukuran.

 

(2). Tipe pengendapan II (flocculationfree settling)

Pengendapan flok dalam dilute suspension, selamapengendapan partikel flok, makin besar dan makin padat kecepatannya makinbesar. Terjadi pengendapan flokulan dimana partikel mengumpul selama prosespengendapan, sehingga terjadi perubahan ukuran dan bentuk.Pengendapan flokulanterjadi jika kecepatan partikel meningkat bersamaan dengan bertambahnyakedalaman partikel di dalam bak. Kebanyakan suspended solid di dalam airlimbah berada dalam fase flokulan. Pada pengendapan diskrit efisiensipemindahan partikel hanya tergantung pada kecepatan overflow saja.Sedangkan pengendapan flokulan, efisiensi tergantung pada kecepatan dan waktudetensi.

 

 

(3).Tipe pengendapan III (Zone settling)

Pengendapan partikel pada konsentrasimenengah, dimana energi partikel yang berdekatan saling memecah sehinggamenghalangi pengendapan partikel flok, partikel yang tertinggal pada posisirelatif tetap dan mengendap pada kecepatan konstan, menghasilkan pengendapanmassa partikel. Pengendapan penghalang (zone) yang melibatkan suspensiterflokulasi dalam bentuk kecil dan mengendap sebagai massa dengan lapisan yangtegas selama proses pengendapan. Pengendapan zone dicirikan oleh adanya activatedsludge dan flocculated chemical suspension, jika konsentrasi padatanmelebihi 500 mg/l. Partikel-partikel padatan saling melekat dan mengendapseperti selimut, membentuk lapisan antara flok dan supernatant.

 

(4). Tipe pengendapan IV (compressionsettling)

Partikel bersentuhan pada konsentrasio tinggi danpengendapan dapat terjadi hanya karena kompresi dari penempatan massa.

 

Bak Pengendap Pertama (Prasedimentasi)

Bakpengendap pertama berfungsi untuk mengurangi partikel padat dalam air buangandengan cara mengendapkan pada suatu tangki selama waktu tertentu sehinggaterendapkan sekaligus mengurangi kekeruhan dan beban organik.

 

Lumpuryang dihasilkan dari bak pengendap I akan diolah lebih lanjut pada prosespenanganan lumpur, sehingga volume lumpur dapat diperkecil. Sedang fluida atausupernatannya keluar melalui sistem pelimpah yang ditampung pada saluranpenampung/gullet menuju ke unit pengolahan biologi.

Faktorpenentu untuk mendesain Bak Pengendap Pertama adalah: overflow rate, kedalamantangki, waktu detensi

 

Bak Pengendap II (Clarifier)

Bak pengendapII berfungsi untuk mengendapkan zat padat yang terdapat dalam air buangansetelah melalui pengolahan biologis

 

Bak pengendapini dilengkapi dengan pengeruk lumpur mekanis. Lumpur yang terkumpul dipompakanke unit pengolahan lumpur, sedang supernatannya dialirkan menuju bak filtrasisebelum dibuang ke dalam air penerima.

 

No

Parameter

Satuan

Nilai

1

2

3

4

5

 

6

7

8

9

10

11

12

Efiensi penurunan SS

Efisiensi penurunan BOD

Waktu detensi (Td)

Over flowrate

Beban pelimpah, untuk Qr <44 l/det

                      untuk Qr > 44 l/det

Rasio panjang : lebar

Kedalaman (d)

Panjang (p)     

Lebar (l)

Kemiringan dasar

Kecepatan inlet

Kecepatan aliran

%

%

Jam

m³/m²/hari

m³/m/hari

 

 

m

m

m

%

m/dtk

m/det

30 – 70

30 – 40

1,5 – 2,5

30 – 50

124

186

4 : 1 –  6 : 1

3 – 4,5

15 – 90

3 – 24

1 – 2

1

0,3

 

Tabel 4. Kriteria Desain Sedimentasi

 

 

Tabel 5. Kriteria Desain Clarifier

No

Parameter

Satuan

Nilai

1

2

3

4

5

6

Overflow rate, Vo

Weir loading

Kedalaman, h

Diameter, d

Slope dasar saluran, S

Waktu detensi, td

m³/m²/hari

m³/m/hari

m

m

mm/m

jam

23 – 32

25 – 500

3 – 5

36 – 60

60 – 160

2 – 4

 

 

f.      Flotasi

 

Proses flotasi banyakdigunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemakagar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya.

Flotasijuga digunakan untuk menyisihkan padatan tersuspensi dan minyak dari airbuangan serta pemisahan dan pengumpulan lumpur. Flok lumpur, padatan, danbutiran minyak akan diapungkan oleh gelembung-gelembung udara yang dimasukkanke dalam tangki flotasi sampai jenuh. Skimmer untuk mengumpulkan buihyang terbentuk yang selanjutnya dikirim ke tempat penampungan minyak.

Gambar. Skema sistem flotasi

 

Pengapungan seringkali digunakanbersamaan dengan pemisahan. Proses pengapungan dilakukan untuk mengapungkan kepermukaan air bahan-bahan yang melayang, seperti minyak dan lemak, serat-serathalus pada limbah cair pabrik kertas. Dengan meniupkan udara dari dasar bak,gelembung udara akan membawa bahan-bahan mengapung tersebut ke permukaan airsehingga dengan pemisahan (menggunakan sekat) bahan tersebut dapat dipisah darialiran air limbah

 

Jenis-Jenis Flotasi : 

a).    Aerasi pada tekanan atmosfer (Air flotation).

Padasistem ini udara akan masuk kedalam fluida dengan menggunakan mekanismerotor-disperser. Rotor yang terendam di dalam fluida akan mendorong udaramenuju bukaan disperser sehingga udara bercampur dengan air. Air akanmelalui beberapa baffle sebelum keluar melalui outlet danpartikel yang mengapung akan disisihkan oleh skimmer menuju tempatpenampungan yang ada di kedua sisi unit flotasi. Sistem ini memiliki keuntunganantara lain tidak memerlukan area yang luas dan lebih efektif dalam menyisihkanpartikel minyak.

 

b).    Dissolved Air Flotation (DAF). 

Flotasidengan DAF pada prinsipnya adalah melakukan pengapungan denganmelarutkan udara ke dalam fluida dengan tekanan yang cukup tinggi (40-50 lb/inc2)dan selanjutnya dilepaskan dalam tekanan atmosfer (Tchobanoglous, 1991).

 

c).    Vaccum flotation

Pada prosesflotasi jenis ini, limbah cair di aerasi hingga jenuh atau udara masuk padabagian penghisapan pompa (tekanan udara diatas tangki divacuumkan) akibatnyaakan terbentuk gelembung udara yang akan lolos ke atmosfer sembari mengangkatpartikel-partikel ke atas permukaan

 

 

 

g.      Aerasi

 

Aerasi adalahsuatu bentuk perpindahan gas dan dipergunakan dalam berbagai bentuk variasioperasi meliputi :

(1)   Tambahan oksigen untukmengoksidasi besi dan mangan terlarut.

(2)   Pembuangan karbondioksida

(3)   Pembuangan hydrogensulfida untuk menghapuskan bau dan rasa.

(4)   Pembuangan minyak yangmudah menguap dan bahan-bahan penyebab bau dan rasa serupa yang dikeluarkanoleh ganggang serta mikroorganisme serupa.

 

Secarakimia, reaksi di atas dapat ditulis sebagai berikut :

4 Fe2++  O2 + 10 H2O        4 Fe(OH)3        +  8 H+

2 Mn2++ O2 + 2 H2O        2 MnO2        + 4 H+

Aerasidilaksanakan dengan cara membuat air terbuka bagi udara atau dengan memasukkanudara ke dalam air.

 

 

Setelah melewati Sedimentation Tank 1, air limbahakan mengalir secara over flow ke AerationTank merupakan tempat utama berlangsungnya proses microbiologidengan menggunakan Lumpur aktif(activated sludge). Kandungan senyawa organic(BOD)yang terkandung dalam aliranair limbah akan terdegradasi ± 90% dengan bantuan bacteri. Aeration Tank dilengkapi dengan 4 buah Aerator Submersibleuntuk mensuplai kebutuhan oksigen bakteri. Kebutuhan nutrisi bakteri harusdipenuhi agar pertumbuhan bakteri berlangsung optimal .Dissolved Oxygen (DO) di Aeration Tank harus dijaga agartidak kurang dari 2 ppm. Jika harga DO turun hingga 0 untuk waktu yang lama,dapat menyebabkan Lumpur menjadi terapung dan tidak dapat terendapkan. Kondisioptimal terjadi apabila oksigen yang disuplai dari Aerator dikonsumsi olehbakteri sehingga bakteri dapat tumbuh dengan baik. Hal ini dapat membuat Sludge Volume akan tetap terjagapada harga yang disyaratkan (300 – 400ml). Cara yang paling mudah dan praktisuntuk memantau perkembangan dan pertumbuhan bakteri di Aeration Tank adalah dengan carapengukuran sludge volume yang dapat dilakukan dengan menggunakan Beaker Glassatau Imhoffcone. Untuk pengukuran yang lebih akurat dilakukan pengukuranMLSS.dari Aeration tankini, air limbah akan dipompa menuju SedimentationTank 2 dengan menggunakan pompa Submersible yang dilengkapi dengansensor WLC untuk mengatur Kerja pompa secara otomatis dengan mengacu padaketinggian permukaan air yang ada di AerationTank.

Jenis-jenisutama alat aerasi adalah :

(1). Aerator gaya berat, misalnyacascade

Cascade towers dibentuk sepertiterjunan yang berupa tangga. Tinggi anak tangga sekitar 0,3 m dan berjumlahsekitar 10. Banyak anak tangga ini menentukan waktu kontak antara air danudara. Cascades tersebut bisa dibentuk memanjang seperti tangga ataupunmelingkar. Area yang dibutuhkan untuk aerator cascade ini berkisar antara 4 – 9m2 / (50 L/s)(40 – 90 ft2/(Mgal/d)), tergantung darijumlah anak tangga yang digunakan.

(2). Aerator semprotan atau air mancur

Terdiri dari pipa yang menggantung diatas bak atau kolam dan di perpotongan pipa tersebut terdapat nozzle. Tinggipancuran, dalam hal ini berkaitan dengan waktu kontak antara air dan udaraditentukan oleh tekanan pada pipa, dimana dispersinya dipengaruhi olehkarakteristik nozzle. Diameter nozzle berkisar 2 – 4 cm. Yang diperhatikandalam mendesain aerator ini adalah tekanan, jarak nozzle, aliran tiap nozzle.Tekanan sekitar 70 kPa (10 lb/in2) bisa menghasilkan aliran 5 – 20L/s pada setiap nozzle. Jarak nozzle berkisar 0,6 – 3,5 m.

(3). Penyebar suntikan, dimana udaradalam bentuk gelembung-gelembung kecil   disuntikkan ke dalam zatcair.

(4). Aerator mekanis yang meningkatkanpencampuran zat cair dan membuat air terbuka ke  atmosfer dalam bentukbuti-butir tetesan.

(5). Tray towers, aerator ini palingsering digunakan untuk mengoksidasi besi dan mangan. Aerator ini mirip dengancascade hanya airnya disemprotkan ke udara.

(6). Jet type, pada aerator ini airdisemprotkan dari bawah ke atas melalui pipa berpori.

(7). Air Blowing, pada aerator iniudara disemprotkan ke dalam air.

(8). Contact type, pada aerator iniair dilewatkan melalui media berfilter. Filter yang digunakan biasanyaberbentuk kerikil (gravel) atau arang (coke).

 

 

h.      Filtrasi

Proses filtrasi di dalampengolahan air buangan, biasanya dilakukan untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosis-nya, akan dilaksanakanuntuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran yang dipergunakan dalam proses osmosa.

 

Prosesfiltrasi pada pengolahan air buangan digunakan untuk menyaring air yang telahmelalui proses koagulasi kimiawi dan proses pengendapan yang bertujuanmenghasilkan air bersih dengan kualitas tinggi. Proses filtrasi biasanyadigunakan untuk menyaring: Secondary effluen yang belum diolah dan Secondaryeffluen yang telah diolah secara kimiawi.

 

Berdasarkanmedianya, filtrasi dibedakan menjadi :

a).  Single medium filter:

menggunakan jenis media, biasanya adalah pasir ataubutiran antrachite. Ketebalan lapisan media pasir biasanya 24-30 inci (Reynolds, 1982).

 

b). Dual media filter;

Filter jenis ini memiliki lapisan anthracite yang halusdiatas lapisan pasir. Hal ini adalah salah satu cara untuk meningkatkan volumepori dari filter itu sendiri. Pori yang ada pada dual media filter lebihbaik daripada single-medium filter. Susunan pori yang ideal adalah dariatas kebawah semakin kecil.

 

c).  Multimedia filter,memiliki lebih dari satu media penyaring. Pada pengolahan air buangan, filterjenis ini sangat sering digunakan. Multimedia filter pada umumnyamenggunakan media anthracite, pasir, garnet, dan karbon aktif. Selain dapatmemisahkan partikel, media-media yang digunakan ini juga dapat memisahkan zatorganik terlarut. Keuntungan penggunaan multimedia filter dibandingkanjenis lainnya yaitu penyaringan yang lebih baik sehingga air yang keluarmemiliki kualitas yang lebih bagus.

 

Menurut operasinya, beberapa tipefilter adalah filter dengan media berbutir (granular media), pressurefilter dan gravity filter. Menurut kecepatan filtrasinya dibedakan menjadisaringan pasir lambat dan saringan pasir cepat. Untuk pemisahan partikel denganukuran yang sangat kecil digunakan filter membran yaitu microfilter,ultrafilter, reverse osmosis dan electrodialisis. Beberapa filter jugadigunakan untuk proses pengisatan (dewatering) lumpur yaitu belt pressfilter, vacuum filter.

 

 

i.   Thickening(Lumpur)

 

Thickeninglumpur, berfungsi untuk meningkatkan konsentrasi solid dalam lumpur denganmenghilangkan bagian liquid sehingga mengurangi volume lumpur yang dibuang,mengurangi kebutuhan lahan untuk drying bed dan mengurangi ukuran pipa lumpurdan biaya pemompaan.

 

Prosesthickening biasanya dilakukan secara fisik dengan co-settling, gravitysettling, flotation, centrifugation, gravity belt dan rotary drum.Penurunan volume yang terjadi pada proses thickening akan mempermudahproses berikutnya karena mengurangi volume dan tangki yang diperlukan, heatyang diperlukan, ukuran pompa dan pipa (Tchobanoglous, 2003).

 

Lumpurdari bak pengendap dan pengolahan biologis dimasukkan ke dalam tangkithickener, alat mekanis akan mengaduk lumpur perlahan-lahan. Supernatan naikmenuju saluran disekeliling tangki dan dialirkan kembali ke bak pengendap I.Lumpur kental dikumpulkan di dasar tangki lalu dipompa ke unit digester atauunit dewatering. Lumpur yang sudah dipekatkan dikumpulkan dalam ruang lumpurdan kemudian dipompa ke digester untuk reduksi massanya. Supernatan keluarmelalui pelimpah dan ditampung melalui aliran penampang, kemudian dialirkanmenuju pengolahan sekunder agar zat organiknya direduksi

 

Pada sistem pengolahan air limbahthickening lumpur biasanya digunakan gravity belt thickenng, karena gravitybelt thickening diaplikasikan untuk lumpur aktif. Hidraulic loadingrata-rata pada gravity belt thickenng tergantung ukuran belt yaituberkisar 800 l/m.menit dan solid loadingnya berkisar antara 200 – 600 kg/m.h. kemampuantersebut sangat jauh dibanding dengan gravity settling maupun flotationsettling (Tchobanoglous, 2003).

 

Untuk menjamin proses penggumpalan(flokulasi) pada thickening lumpur maka perlu diberi injeksi larutan polymeryaitu Poly Electrolit (PE). Larutan PE ini diinjeksikan dintara pompa danruang  pencampuran.

Sebagai contoh yaitu Hi-Rate Thickener/Clarifiers. Hi-RateThickener  menawarkan keuntungan diatas thickeners konvensional denganpenggunaan prinsip fluidised sludge beduntuk pemisahan padatan. Hi-RateThickeners menyuntikan umpan dekat alas dari unit. Maka padatan dari umpanakan turun ke bagian bawah/alas sedangkan slurry–nya akan naik ke atas. Namun padatan-padatan yang terbawa slurry akan mengendap sebelum sampai ke bagian atas.

 

Tricklingfilter. Sebuah tricklingfilter bed yang menggunakan plastic media.

 

 

j. Sentrifugasi

Merupakanproses pemisahan padatan dengan gaya sentrifugal yang mempecepat pengendapanpartikel dari cairannya. Ada dua fase yang diperoleh dalam proses sentrifugasiini yaitu sedimen dan supernatan. Sedimen yang sudah melekat dan memadat padabagian dinding dibawa dengan Screw Conveyor yang berputar dan kemudainmengeluarkan lumpur keringnya pada bagian sisi yang lain. Sistem ini walaupunenergi yang dibutuhkan tidak terlalu besar namun jarang yang menggunakaanya diIndonesia.

 

 

8. Pengolahan Secara Kimia

Pengolahanair buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkanpartikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat,senyawa fosfor, dan zat organik bercun, dengan membubuhkan bahan kimia tertentuyang diperlukan. Penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsungmelalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tidak dapat diendapkanmenjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksioksidasi-reduksi dan juga sebagai hasil reaksi oksidasi.

 

 

 

Gambar.  Skema Diagram pengolahan Kimiawi

 

Pengendapan bahan tersuspensi yangtak mudah larut dilakukan dengan membubuhkan elektrolit yang mempunyai muatanyang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloidtersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Penyisihan logam berat dansenyawa fosfor dilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya)sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapanhidroksiapatit. Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5. Khusus untuk krom heksavalen,sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)3], terlebihdahulu direduksi menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO4,SO2, atau Na2S2O5).

 

Penyisihan bahan-bahan organikberacun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi rendah dapat dilakukandengan mengoksidasinya dengan klor (Cl2), kalsium permanganat,aerasi, ozon hidrogen peroksida. Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensitinggi dengan pengolahan secara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadimahal karena memerlukan bahan kimia.

 

Dari bagan diatas akan dijelaskan metode-metodenya berikut :

 

I.                  Koagulasi dan Flokulasi

Prinsip yang digunakan untukmengolah limbah cair secara kimia adalah menambahkan bahan kimia (koagulan)yang dapat mengikat bahan pencemar yang dikandung air limbah, kemudianmemisahkannya (mengendapkan atau mengapungkan ).

Kekeruhan dalam air limbah dapatdihilangkan melalui penambahan/pembubuhan sejenis bahan kimia yang disebutflokulan. Pada umumnya bahan seperti aluminium sulfat (tawas), fero sulfat,poli amonium khlorida atau poli elektrolit organik dapat digunakan sebagaiflokulan.

 

 

Untuk menentukan dosis yang optimal, flokulan yang sesuaidan pH yang akan digunakan dalam proses pengolahan air limbah, secara sederhanadapat dilakukan dalam laboratorium dengan menggunakan test yang merupakan modelsederhana dari proses koagulasi.

Dalam pengolahan limbah cara ini,hal yang penting harus diketahui adalah jenis dan jumlah polutan yangdihasilkan dari proses produksi. Umumnya zat pencemar industri kain sasiranganterdiri dari tiga jenis yaitu padatan terlarut, padatan koloidal, dan padatantersuspensi.

Terdapat 3 (tiga) tahapan pentingyang diperlukan dalam proses koagulasi yaitu : tahap pembentukan inti endapan,tahap flokulasi, dan tahap pemisahan flok dengan cairan.

 

1. Tahap Pembentukan Inti endapan

Pada tahap ini diperlukan zatkoagulan yang berfungsi untuk penggabungan antara koagulan dengan polutan yangada dalam air limbah. Agar penggabungan dapat berlangsung diperlukan pengadukandan pengaturan pH limbah. Pengadukan dilakukan pada kecepatan 60 s/d 100 rpmselama 1 s/d 3 menit; pengaturan pH tergantug dari jenis koagunlan yangdigunakan, misalnya untuk :

 

   Alum

 pH 6 s/d 8

 Fero Sulfat

 pH 8 s/d 11

 Feri Sulfat

 pH 5 s/d 9

 PAC

 pH 6 s/d 9

2. Tahap Flokulasi

Pada tahap ini terjadipenggabungan inti inti endapan sehingga menjadi molekul yang lebih besar, padatahap ini dilakukan pengadukan lambat dengan kecepatan 40 s/d 50 rpm selama 15 -30 menit. Untuk mempercepat terbentuknya flok dapat ditambahkan flokulan misalnyapolielektrolit.

Polielektrolit digunakan secaraluas, baik untuk pengolahan air proses maupun untuk pengolahan air limbahindustri. Polielektrolit dapat dibagi menjadi tiga jenis yaitu non ionik,kationik dan anionik; biasanya bersifat larut air. Sifat yang menguntungkandari penggunaan polielektrolit adalah : volume lumpur yang terbentuk relatiflebih kecil, mempunyai kemampuan untuk menghilangkan warna, dan efisien untukproses pemisahan air dari lumpur (dewatering).

3. Tahap Pemisahan Flok denganCairan

Flok yang terbentuk selanjutnyaharus dipisahkan dengan cairannya, yaitu dengan cara pengendapan ataupengapungan. Bila flok yang terbentuk dipisahkan dengan cara pengendapan, makadapat digunakan alat klarifier, sedangkan bila flok yang terjadi diapungkandengan menggunakan gelembung udara, maka flok dapat diambil dengan menggunakanskimmer.

Gambar diagram alir proseskoagulasi dengan pengendapan adalah sebagai berikut :

Klarifier berfungsi sebagai tempat pemisahan flok daricairannya. Dalam klarifier diharapkan lumpur benar-benar dapat diendapkansehingga tidak terbawa oleh aliran air limbah yang keluar dari klarifier, untukitu diperlukan perencanaan pembuatan klarifier yang akurat.

Kedalaman klarifier dipengaruhioleh diameter klarifier yang bersangkutan. Misalkan dibuat klarifier dengandiameter lebih kecil dari 12m, diperlukan kedalaman air dalam klarifirerminimal sebesar 3,0 m dan disarankan 

 

II.               Oksidasi dan Reduksi (Redoks)

 

1.Oksidasi Kimia / Reduksi Kimia

 

Contohpengolahan limbah secara redoks diambil dari pengolahan limbah industri timahdari aki bekas. Proses redoks dipergunakan reaktor, yang berbentuk kupola maupun rotarykiln. Proses ini menggunakan karbon/arang serta udara sebagai reduktor dan oksidator untuk melelehkan sel aki menjadi timah cair. Suhu diperlukan untuk melelehkan timah sehingga akan terpisah anatar timah danpengotor diantaranya sulfur. Suhu operasi terjadi lebih dari 500O C. Proses ini banyakdilakukan di Indonesia baik dengan teknologi yang sangat sederhana maupun yangsudah maju.

Skema proses redoks adalahsebagai berikut :

 

Teknologi yang berkembang di industri rumah tangga/IKM Indonesia saatini biasanya hanya berupa kubangan di dalam tanah yang disebut “kuwen”. Prinsipoperasi dari kuwen adalah dengan mencampur arang dan sel aki kemudian arang dinyalakandengan menambah udara dari blower. Setelah sel timah mencair dipisahkan untukdicetak. Debu logam berat berhamburan sehingga mencemari lingkungan.

 

Sketsa gambar “kuwen” adalah sebagai berikut :

 

Dari sketsa gambar diatas terlihat bahwa teknologi tradisional tersebutsangat tidak aman karena polusi udara yang mengandung logam berat (B3) timah,sehingga membahayakan bagi para pendaur ulang sendiri maupun lingkungan.Disamping itu gas-gas sisa pembakaran SOx maupun NOx selain mengakibatkanpencemaran udara juga akan menimbulkan bau spesifik sulfur. Untuk mengurangipencemaran maka harus dilakukan pengisolasian sumber dampak, yaitu denganmemasang cerobong beserta perangkap debu. Bangunan cerobong bisa dibuat daribatu bata yang di plaster. Cerobong ini bekerja karena ada tarikan vent sertaefek chime.

 

Gambar sketsa cerobong adalah sebagai berikut :

 

Proses redoks dengan menggunakan kuwen adalah proses batch, apabilamenggunakan proses kontinyu maka diperlukan reaktor yang berupa kiln maupun kupola. Dengan menggunakan kiln atau kupola memudahkan isolasi debu yangkeluar saat pengecoran. Debu keluar bersama-sama dengan gas hasil pembakaran masihmempunyai suhu yang tinggi (+ 450oC), sehingga perlu didinginkan.

 

Pendinginan dapat berupa pendinginan udara maupun pendinginan air. Pemanfaatan panas gas hasilpembakaran adalah untuk pemanasan awal udara umpan. Kelebihan panas dapat diturunkandengan memasang kolom sprayer air. Kolom sprayer bermanfaat jugasebagai peralatan untuk menurunkan kandungandebu di dalam aliran gas tersebur. Debu di dalam air dapat dipisahkan dengan saringan, sementara air dapat di sirkulasi. Slag yang merupakan hasil samping dari pengecoran adalah campuarandari arang, besi serta komponen kecil lainnya dapat dimanfaatkan sebagai bahan pengisi pengganti pasir dalam pembuatan bahan bangunan. Disain kiln maupun kupola terdiri dari bagian:

Ø  Tahan panas terbuat dari bata tahan api

Ø  Ruang bakar / ruang reaksi

Ø  Tuyer sebagai tempat pemasukan udara

Ø  Inlet sebagai tempat pemasukan bahan baku : arang, sel aki,gros

Ø  Out let yang terdiri dari tiga bagian yaitu :

o tempat pengeluaran produk

o pembuangan gas sisapembakaran/ sisa reaksi

o pengeluaran slag

 

 

 

2.     Ozonisasi

 

Pemilihan Bahan

Posted by Alfi Mardiahnur Ramadanti on January 23, 2011 at 8:30 PM Comments comments (0)

Dasar-dasar Pemilihan Bahan

 

 Apakah hakikat bahan itu ? bagaimana memahami,mengolah dan menggunakannya ? Bahan, dengan sendirinya merupakan bagian darialam semesta, akan tetapi secara lebih terperinci pengertian dari bahan adalahbenda yang dengan sifat-sifatnya yang khas dimanfaatkan dalam bangunan, mesin,peralatan dan produk. Termasuk di dalamnya logam, keramik, semi konduktor,polimer (plastic), gelas, dielektrik, kayu, pasir, batu dan berbagai komposit. 

 

Perancangan pabrik untukindustri kimia sudah barang tentu harus memperhatikan berbagai macampertimbangan. Hal semacam ini dilakukan dalam rangka untuk mengefektifkan danmengefesienkan pengunaan bahan konstruksi kimia tersebut. Kita sudah pahamibersama bahwa seorang sarjana teknik kimia harus mengedepankan aspek ekonomidalam setiap rancangan yang mereka buat. Menjadi satu keharusan bagi kita untukmengetahui sifat-sifat dari bahan itu sendiri. Ketika kita mengenali sifatbahan yang kita gunakan maka sudah barang tentu penggunaan yang nanti kitalakukan akan menjadi efektif karena kita telah mengetahuikekurangan dan kelebihan bahan yang kita pergunakan.

 

Dalam menentukan pilihan,perancang harus memperhatikan sifat-sifat seperti : kekuatan, konduktivitas(listrik), daya hantar panas, berat jenis dan sebaginya. Selanjutnya seseorangharus memperhatikan sifat bahan selama proses pembentukannya dan perilakuselama penggunaannya (dalam bentuk, mesin, stabilitas listrik, ketahanan kimia,dan sifat radiasi merupakn factor yang penting), demikian pula masalah biayadan penggadaan. Sebagai contoh spatbor harus dibuat dari logam yang mudahdibentuk akan tetapi yang memilki ketahanan terhadap deformasi impak.

Merupakan suatu kewajibanyang berat untuk ahli teknik untuk menguasai pengetahuan menyeluruh mengenaiberibu-ribu jenis bahan yang terdapat di pasaran. Kita perlu menguasaidasar-dasar ilmu pengetahuan yang menentukan sifat-sifat bahan yang dimaksud.Prinsip utama ialah setiap sifat bahan berkaitan erat sekali dengan strukturintern bahan itu sendiri.

                                                                                                                                     Struktur intern bahan mencakup atom-atom dansusunannya di dalam kristal, molekul atau struktur mikro. Tenaga teknik harusmemahami sifat-sifat bahan bila akan menghasilkan atau menggunakan bahantersebut.

Bahan perlu diproses untukmemenuhi persyaratan yang telah ditetapkan dalam desain produk. Prosespembentukan paling sederhana adalah merubah bentuk melalui pemotongan denganmesin atau penempaan. Dengan sendirinya sifat-sifat sangat menentukan prosespembentukannya. Bahan yang sangat keras akan merusak mata pahat pemotong danbahan yang lunak seperti timbal akan sulit digergaji. Bahan yang kuat, yangtidak memiliki keuletan dang etas kurang mampu terhadap eformasi plastic.Sering pula terjadi bahwa proses pembentukan merubah sifat bahan. Bermanfaatatau tidak, sifat selalu berubah bila terjadi perubahan strukturdalam bahanselama proses pembentukan. Struktur dalam bahan berubah bila terjadi deformasi, oleh karena itu terjadi perubahan sifat-sifat.

 

Proses termal juga  berpengaruh atas struktur dalam bahan. Prosestermal ini meliputi proses pelunakan, pencelupan dari suhu tinggi dan sejumlahlaku panas lainnya. Tujuan kita memahami perubahan struktur yang terjadi, agarkita sebagai ahli teknik dapat menggariskan langkah proses yang sesuai.

 

Bahan yang telahterbentuk akan memiliki seperangkat sifat-sifat kekuatan, kekerasan, dayahantar listrik, berat jenis, warna dan sebagainya yang dipilih sehinggamemenuhi persyaratan desain. Produk ini akan tetap memiliki sifat-sifat tersebutasalkan tidak ada perubahan pada struktur dalam bahan. Akan tetapi bila produkmengalami perubahan struktur akibat penggunaannya,kita akan lihat sifat danperilakunya akan berubah pula. Oleh karena itu, ahli teknik harus memperhatikanpula pengaruh pemakaian produk pada struktur intern disamping persyaratanlainnya dan mengkaitkannya dengan sifat-sifat bahan.   

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                     

Pengelompokkan Bahan

 

Secara garis besar bahandapat kita bagi menjadi tiga golongan besar, yaitu :

LogamPolimer atau plastikKeramikPembagian kelompok besarini didasarkan oleh perbedaan sifat-sifat bahan konstruksi kimia ini sendiri.

Logam Logammemiliki ciri-ciri umum sebagai berikut:

o    Dayahantar panas tinggi

o    Dayahantar listrik tinggi

o    Kedapcahaya

Sifat kedap cahaya dari logam disebabkan oleh ketanggapan elektron yangterdislokasi terhadap getaran elektromagnet pada frekuensi yang tinggi

o    Dapatdipoles sampai mengkilap

o    Dapatdiubah bentuknya sesuai fungsi dan kegunaan

Logam memiliki sifat mudah dibentuk karena didalam logam terdapatelektron  yang terdislokasi sehingga dapat dengan mudah memindahkan muatanlistrik dan energi termal.

o    Moduluslogam sangat besar dan tinggi

Logam memiliki sifat modulus yang tinggi, menyebabkan logam memiliki ketahananyang tinggi pula sehingga sukar untuk dibengkokkan.

Dari beberapa ciri umum yang dimiliki logam diatas sekiranya kita sudah dapatmereka-reka untuk keperluan dibagian mana kita pergunakan logam.

 

Polimer atau plastik Mungkindalam keseharian kita jarang mendengar kata polimer, apalagi buat orang yangmasih awam. Sungguh ia akan bertanya apa sesungguhnya polimer itu. Sedikitmemberikan penjelasan polimer itu berasal dari kata  Poly yang berarti

                                                                                                                               

banyak dengan mer yang saya secara sederhana menafsirkansebagai singkatan dari monomer yang berarti 1 mer. Maka dapat kita simpulkanbahwa polimer merupakan kumpulan dari monomer-monomer yang menjadi satusehingga memiliki sifatnya sendiri. Polimer yang sering kita jumpai adalahplastik itu lah mengapa polimer diidentikkan dengan polimer, padahalsesungguhnya masih banyak contoh polimer yang terdapat dikeseharian kita.

Polimeratau plastik memiliki keunggulan sebagai berikut :

o    Beratjenis kecil

o    Isolatorterhadap panas dan listrik

o    Mudahdiberi warna

o    Tahanterhadap larutan kimia

o    Tidakbanyak memantulkan cahaya dan cendrung tembus cahaya

Reaksisuatu polimer disebut dengan reaksi polimerisasi. Reaksi polimerisasi ini dapatberlangsung secara adisi atau pun kondensasi. Sebagai contoh dari polimerselain plastik yang sudah lazim digunakan adalah Poliester resin yang dapatdigunakan sebagai bahan pembuat kotak pelindung mesin. Polivinil klorida (PVC)dapat digunakan sebagai bahan pembuat pipa-pipa yang tahan terhadap bahankimia.

Keramik Keramik adalah campuran yang terdiri dariunsur logam dan unsur yang bukan logam, memiliki sifat umum sebagai berikut :

o    Kerasdan rapuh

o    Tahanterhadap lingkungan suhu tinggi dan lingkungan yang lebih berat persyaratannya.

o    Tahanterhadap perubahan kimia.

o    Mempunyaititik cair yang tinggi dibandingkan dengan logam atau organik.

 

 

Sifat-sifat bahan

Sifat mekanikal, meliputi kekuatan tarik dan tekan, elastisitas, kekuatan kejut, dllSifat termal, meliputi konduktivitas panas, temperatur kerja maksimum, koefisien ekspansi termal, difusivitas termal, dllSifat listrik dan magnetik, meliputi konduktivitas listrik, dielektrika, magnetisasi, dllSifat optik, meliputi refraktivitas, reflektivitas, absostif, dllSifat kimia, meliputi korosifitas, oksidasi, ketahanan terhadap sinar ultraviolet, dll 

Sifat Mekanik Bahan

 

I.Elastisitas Bahan

Elastisitas adalah kemampuan benda padat untuk kembali ke bentuk semula setelahgaya yangbekerja pada benda tersebut dihilangkan. Benda-benda yang memiliki sifatelastis disebut benda elastik, misalnya karet gelang, mistar plastik, dan pegasbaja.

 

Selain memiliki sifat elastis, benda padat juga memiliki sifat plastis, yaitusifat yang bertolak belakang dengan sifat elastis. Benda yang memiliki sifatplastis disebut benda plastik, misalnya tanah lempung dan plastisin

 

II.Hukum Hooke

Hukum Hooke menyatakan bahwa gayayang bekerja pada pegas sebanding dengan konstanta pegas dan pertambahanpanjang pegas. Jika sebuah gayabekerja pada sebuah pegas hingga pegas terenggang,

 

III.Kekuatan Bahan (Strength)

Dalam bidang teknologi, kualitas bahan yang digunakan harus sesuai dengankeperluan dan fungsinya. Untuk keperluan tersebut, suatu bahan harus diujimacam-macam komposisi zatnya, dan juga dilakukan pengujian sifat mekanis bahanyaitu tentang kelenturan dan kekerasannya.

 Empat sifat mekanis yang pentingialah

kekuatan (strength), kekakuan (stiffness), kelenturan (ductility), dankekerasan (toughness).

 

Kekuatan suatu bahan berhubungan dengan besar gaya yang mampu ditahan oleh bahan sampaibehan itu tepat pecah atau patah. Kekakuan berhubungan dengan ketahanan bahanitu terhadap suatu gangguan pada perubahan bentuk atau ukuran ataukedua-duanya. Kelenturann suatu bahan berhubungan dengan ketahanan terhadappukulan, tekanan, bengkokan, juga bila digulung atau diregang menjadi bentuk-bentukyang kita kehendaki. Sedangkan kekerasan suatu bahan berhubungan dengan bahanyang tidak rapuh atau tidak mudah retak.

Sifat mekanik logam dipengaruhi oleh struktur mikrologam. Struktur mikro logam dipengaruhi oleh tidak hanya komposisi kimia, temperatur,tetapi juga oleh perlakuan yang dialami oleh logam tersebut. Meskipun komposisisama, tetapi jika perlakuan yang dialami logam tersebut berbeda maka strukturmikronya bisa berbeda. Kita bisa dengan sengaja merubah sifat mekanik logamdengan cara merubah struktur mikro logam melalui perlakuan yang tepat.

Perlakuan yang diterapkan pada logam dengan cara :memanaskan logam pada temperatur   tertentu dilanjutkan denganmengatur laju  pendinginan. Tujuannya untuk mendapatkan sifat logam yangsesuai dengan yang kita inginkan.

Contoh :   - mengeraskan/menguatkan logam

- melunakkan/menguletkan logam

- meningkatkan ketahanan aus logam

Dengan perlakuan panas pada logam akan didapatkansitat mekanis logam sesuai yang kita inginkan. Jenis jenis perlakuan panas perlakuanpanas misalnya pada baja karbon :

1.    Anil

proses memanaskan logam (yang sebelumnya mengalami pembentukan dingin) di atastemperatur rekristalisasi

Tujuan :

- memperbaiki mampu mesin, mampu bentuk, dankeuletan.

- menghilangkan tegangan dalam

2. Penormalan

3. Stress Relieving

4. Pengerasan (dengan transformasi martensit)

5. Pengerasan permukaan :

Sifat Termal

Karakteristik termal  memegang peranan pentingterhadap sifat suatu bahan karena berkaitan erat dengan struktur dalam bahanitu sendiri. Suatu bahan bila dipanaskan akan terjadi perubahan struktur yangmengakibatkan adanya perubahan dalam kapasitas panas atau energi termal bahantersebut. Teknik analisa termal digunakan untuk mendeteksi perubahan fisika(penguapan) atau kimia (dekomposisi) suatu bahan yang ditunjukkan denganpenyerapan panas (endotermik) dan pengeluaran panas (eksotermik). Proses termalmeliputi antara lain proses perubahan fase (transisi gelas), pelunakan,pelelehan, oksidasi, dan dekomposisi.

 

Dalam kaitannya dengan industri, teknik analisa termal digunakan untukpenentuan kontrol kualitas suatu produk / bahan khususnya polimer. Tanpa adanyapengetahuan data-data termal, pemrosesan suatu bahan akan sangat sulitdilakukan. Sifat termal suatu bahan menggambarkan kelakuan dari bahan tersebutjika dikenakan perlakuan termal (dipanaskan / didinginkan). Dengan demikianpengetahuan tentang sifat termal suatu bahan menjadi sangat penting dalamkaitannya dengan pemrosesan bahan menjadi barang jadi maupun untuk kontrolkualitas. Dengan memahami jenis perubahan strukturyang terjadi, dapat ditentukan langkah proses yang sesuai.

 

Konduktivitastermal, dari suatu bahan didefinisikan sebagai laju perpindahan panas per unitarea dibagi dengan gradien temperatur yang menyebabkan panas tersebutberpindah.

Tiga mekanismedasar yang berhubungan dengan perpindahan panas secara konduksi dalam suatubahan :

Gerakan elektron, sebagaimana yang ada pada konduktor logam.Perpindahan energi getaran kisi atau gerakan phonon, sebagaimana yang ada pada semua bahan.Gerakan molekuler, sebagaimana yang ada di organik padat dan gas.Di dalam cairan: mekanisme utama untuk perpindahan panas secara konduksi adalah transferenergi getaran secara molekuler.

Di dalam gas :panas terkonduksi terutama dengan transfer energi transisional (untuk gas yangmonoatomik). Untuk gas diatomik, energi ditransfer secara transisional danrotasional.

 

Sifat Bahan dalam Medan Listrik

Suatu bahan dapat berbentukpadat, cair, atau gas. Wujud bahan tertentu juga bisa berubah karena pengaruhsuhu. Selain pengelompokkan berdasarkan wujud tersebut dalam teknik listrikbahan-bahan juga dapat dikelompokkan sebagai berikut.

1. Bahan Penghantar (konduktor)

2. Bahan Penyekat (isolator/insulator)

3. Bahan Setengah Penghantar (semi konduktor)

4. Bahan Magnetis.

5. Bahan Super Konduktor.

6. Bahan Nuklir.

7. Bahan Khusus (bahan untuk pembuatan kontak-kontak, untuk sekering, dansebagainya)

1. Bahan Penghantar(konduktor) adalah bahan yangmenghantarkan listrik dengan mudah. Bahan ini mempunyai daya hantar listrik(Electrical Conductivity) yang besar dan tahanan listrik (ElectricalResistance) kecil. Bahan penghantar listrik berfungsi untuk mengalirkan aruslistrik. Perhatikan fungsi kabel, kumparan/lilitan pada alat listrik yang andajumpai. Juga pada saluran transmisi/distribusi. Dalam teknik listrik, bahanpenghantar yang sering dijumpai adalah tembaga dan alumunium.

 

2. Bahan Penyekat (Insulator/isolator) adalah bahan yang befungsi untukmenyekat (misalnya antara 2 penghantar); agar tidak terjadi aliranlistrik/kebocoran arus apabila kedua penghantar tersebut bertegangan. Jadibahan penyekat harus mempunyai tahanan jenis besar dan tegangan tembus yangtinggi. Bahan penyekat yang sering ditemui dalam teknik listrik adalah :plastik, karet, dan sebagainya.

 

3. Bahan Setengah Penghantar (Semi Konduktor) adalah bahan yangmempunyai daya hantar lebih kecil dibanding bahan konduktor, tetapi lebih besardibanding bahan isolator. Dalam teknik elektronika banyak dipakai semikonduktor dari bahan germanium (Ge) dan silicon (Si). Dalam keadaan aslinya, Gedan Si adalah bahan pelikan dan merupakan isolator. Di Pabrik bahan-bahantersebut diberi kotoran. Jika bahan tersebut dikotori dengan alumunium makadiperoleh bahan semikonduktor type P (bahan yang kekurangan elektron/mempunyaisifat positif). Jika dikotori dengan fosfor maka yang dipeoleh adalahsemikonduktor jenis N (bahan yang kelebihan electron, sehingga bersifatnegative). Ge mempunyai daya hantar lebih tinggi dibandingkan Si, sedangkan Silebih tahan panas dibanding Ge.

 

4. Bahan Magnetik (Magnetic Materials) dikelompokkan menjadi 3 kelompok,yaitu ferro magnetic, para-magnetic dan dia-magnetic. Bahan ferro-magneticadalah bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi dan mudah sekali dialirigaris-garis gayamagnet. Contoh bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi adalah besi, besipasir, stalloy, dan sebagainya. Selain itu sering dijumpai magnet yangmerupakan magnet permanen, misalnya alnico, cobalt, baja arang, dan sebagainya.Baja untuk magnet sering dijumpai pada pelat-pelat motor/generator, pelat-pelattransformator, dan sebagainya. Dalam bidang elektronika, digunakan bahan magnetmisalnya pada speaker, alat-alat ukur elektronika, dan sebagainya.

 

5. Bahan Super Konduktor. Pada tahun 1911, Kamerligh Onnes mengukurperubahan tahanan listrik yang disebabkan oleh perubahan suhu Hg dalam heliumcair. Dia menemukan bahwa tahanan listrik tiba-tiba hilang pada suhu 4,153°K.Sampai saat ini telah ditemukan sekitar 24 unsur hantaran super dan lebihbanyak lagi paduan dan senyawa yang menunjukkan sifat-sifat hantaran super.Temperatur kritisnya berkisar antara 1 samapai 19° Kelvin. Bahan-bahan lead(timah), tin (timah patri), alumunium, dan mercury, pada sushu mendekati 0°Kmempunyai resistivitas nol.

 

6. Bahan Nuklir. Bahan nuklir sering dipakai sebagai bahan baker reaktornuklir. Reaktor nuklir adalah pesawat yang mengandung bahan-bahan nuklir yangdapat membelah, yang disusun sedemikian sehingga suatu reaksi berantai dapatberjalan dalam keadaan dan kondisi terkendali. Dengan sendirinya syarat agarsuatu bahan dapat dipergunakan sebagai bahan bakar nuklir adalah bahan yangdapat mengadakan fisi (pembelahan atom). Dalam reaktor nuklir digunakan bahanbakar uranium 235, plutonium-239, uranium-233.

 


Nitrogen

Posted by Alfi Mardiahnur Ramadanti on January 23, 2011 at 8:28 PM Comments comments (0)

Nitrogen adalah zat non logam, denganelektronegatifitas 3.0. Mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya. Oleh karenaitu trivalen dalam sebagian besar senyawa. Nitrogen mengembun pada suhu 77K(-196oC) pada tekanan atmosfir dan membeku pada suhu 63K (-210oC).

SejarahNitrogen (Latin nitrum, BahasaYunani Nitron berarti "soda asli", "gen","pembentukan") secara resmi ditemukan oleh Daniel Rutherford pada1772, yang menyebutnya udara beracun atau udara tetap.Pengetahuan bahwa terdapat pecahan udara yang tidak membantu dalam pembakarantelah diketahui oleh ahli kimia sejak akhir abadke-18 lagi. Nitrogen juga dikaji pada masa yang lebih kurang sama oleh Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, dan JosephPriestley, yang menyebutnya sebagai udara terbakar atau udaratelah flogistat. Gas nitrogen adalah cukup lemas sehingga dinamakan oleh AntoineLavoisier sebagai azote, daripada perkataan Yunani αζωτος yangbermaksud "tak bernyawa". Istilah tersebut telah menjadi nama kepadanitrogen dalam perkataan Perancis dan kemudiannya berkembang kebahasa-bahasa lain.

Senyawa nitrogen diketahui sejak Zaman PertengahanEropa. Ahlialkimia mengetahui asam nitrat sebagai aqua fortis. Campuran asam hidroklorik dan asamnitrat dinamakan akua regia, yang diakui karena kemampuannya untukmelarutkan emas.Kegunaan senyawa nitrogen dalam bidang pertanian dan perusahaan pada awalnyaialah dalam bentuk kalium nitrat,terutama dalam penghasilan serbuk peledak(garam mesiu), dan kemudiannya, sebagai baja dan juga stokmakanan ternak kimia.

SenyawaHidrida utama nitrogen ialah amonia (NH3)walaupun hidrazina (N2H4)juga banyak ditemukan. Amonia bersifat basa dan terlarut sebagiandalam air membentuk ion ammonium (NH4+).Amonia cair sebenarnya sedikit amfiprotik dan membentuk ion ammonium dan amida (NH2-);keduanya dikenal sebagai garam amida dan nitrida (N3-), tetapiterurai dalam air.

Gugus bebas amonia dengan atom hidrogen tunggalatau ganda dinamakan amina. Rantai, cincin atau strukturhidrida nitrogen yang lebih besar juga diketahui tetapi tak stabil.

Peranan BiologiNitrogen merupakan unsur kunci dalam asam aminodan asamnukleat, dan ini menjadikan nitrogen penting bagi semua kehidupan. Protein disusundari asam-asam amino, sementara asam nukleat menjadi salah satu komponenpembentuk DNA dan RNA.

Polong-polongan,seperti kedelai,mampu menangkap nitrogen secara langsung dari atmosfer karenabersimbiosisdengan bakteribintil akar.

IsotopAda2 isotop Nitrogen yang stabil yaitu: 14N dan 15N. Isotopyang paling banyak adalah 14N (99.634%), yang dihasilkan dalambintang-bintang dan yang selebihnya adalah 15N. Di antara sepuluhisotop yang dihasilkan secara sintetik, 1N mempunyai paruh waktuselama 9 menit dan yang selebihnya sama atau lebih kecil dari itu.

PeringatanLimbah baja nitrat merupakan penyebab utamapencemaran air sungai dan air bawah tanah.Senyawa yang mengandung siano(-CN)menghasilkan garam yang sangat beracun dan bisa membawa kematian pada hewan danmanusia.

 

Tabel periodik unsur kimia

H

 

He

Li

Be

 

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

 

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

 

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

 

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Alkali

Alkali tanah

Lantanida

Aktinida

Logam transisi

Logam lainnya

Metaloid

Nonlogam lainnya

Halogen

Gas mulia

Diperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Nitrogen"

Kategori: Nitrogen| Unsur kimia

 

 

 

 

 

Nitrogen atau Zat lemas adalahsebuah unsurkimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa danmerupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi denganunsur atau senyawa lainnya. Dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas,tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya.

Nitrogen adalah 78,08% persen dari atmosfir Bumi dan terdapatdalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting sepertiasam amino,amoniak, asam nitrat,dan sianida.

 

 

.

 

 


Teknik Kimia

Posted by Alfi Mardiahnur Ramadanti on January 23, 2011 at 8:26 PM Comments comments (0)

Teknik kimia (Inggris: chemical engineering) adalah ilmu teknikatau rekayasa yang mempelajari pemrosesan bahan mentah menjadi barang yanglebih berguna, dapat berupa barang jadi ataupun barang setengah jadi. Ilmuteknik kimia diaplikasikan terutama dalam perancangan dan pemeliharaanproses-proses kimia, baik dalam skala kecil maupun dalam skala besar sepertipabrik. Insinyur teknik kimia yang pekerjaannya bertanggung jawab terhadapperancangan dan perawatan proses kimia pada skala pabrik dikenal dengan sebutan"insinyur proses" (process engineer). Selain itu, insinyur teknikkimia juga terkait dengan penelitian dan pengembangan proses kimia.Daftar isi

 

Contoh

 

Berikut ini adalah contoh yangmengilustrasikan peran seorang insinyur teknik kimia di pabrik:

“Perbedaan antara teknik kimiadan kimia dapat diilustrasikan dengan mengambil contoh proses produksi jusjeruk. Seorang ahli kimia akan berusaha untuk meneliti metode-metode ekstraksijus jeruk. Metode yang paling sederhana yang mungkin ditemukan adalah memotongjeruk menjadi dua bagian dan kemudian memerasnya. Metode yang lebih rumitadalah dengan cara mengupas kulit jeruk dan kemudian menghancurkan jeruk untukmemperoleh jusnya.

Sebuah perusahaan kemudianmenginstruksikan seorang insinyur teknik kimia untuk merancang pabrik penghasiljus jeruk dengan kapasitas produksi beberapa ribu ton jus per tahun. Insinyurtersebut akan menganalisis proses-proses produksi yang mungkin dan kemudianmengevaluasi keekonomisan setiap proses yang mungkin. Walaupun metode produksijus dengan cara memeras sangat sederhana, proses ini tidak ekonomis karenamemerlukan ribuan orang untuk mencapai target produksi. Oleh karena itu, metodelain akan dipilih (mungkin metode pengupasan dan penghancuran). Dari contohini, dapat dilihat bahwa proses produksi yang paling sederhana dalam skalalaboratorium belum tentu merupakan metode paling ekonomis pada suatupabrik."

 

Penjelasan Umum

 

Teknik kimia selalumenitikberatkan pekerjaannya untuk menghasilkan proses yang ekonomis. Untukmencapai tujuan ini, seorang insinyur teknik kimia dapat menyederhanakan ataumemperumit aliran proses produksi untuk memperoleh proses yang ekonomis. Selainmelalui perancangan aliran proses produksi, seorang insinyur teknik kimia jugadapat menghasilkan proses yang ekonomis dengan merancang kondisi operasi.Beberapa reaksi kimia memiliki laju reaksi yang lebih tinggi pada tekanan atautemperatur operasi yang lebih tinggi. Proses produksi amonia adalah contoh daripemanfaatan tekanan tinggi. Agar laju pembentukan amonia cepat, reaksidilangsungkan dalam suatu reaktor bertekanan tinggi.

 

Proses-proses kimia berlangsungdalam peralatan proses. Peralatan proses umumnya merupakan satu unit operasi.Unit-unit operasi kemudian dirangkaikan untuk melakukan berbagai kebutuhan darisintesis kimia ataupun dari proses pemisahan. Pada beberapa unit operasi,peristiwa sintesis kimia dan proses pemisahan berlangsung secara bersamaan.Penggabungan dari keduanya ini bisa dilihat dari proses distilasi reaktif.

 

Ilmu-ilmu yang menjadi dasar dalam teknik kimia, antara lainadalah:

Neraca massa

Neraca energi

Peristiwa perpindahan massa, energi, momentum

Reaksi kimia

Termokimia

Termodinamika

 

Terdapat pula ilmu-ilmu pendukung yang teknik kimia, antara lain:

Mekanika fluida

Ilmu tentang material

 

Selain ilmu dasar dan ilmupendukung, terdapat pula kemampuan-kemampuan dan pengetahuan-pengetahuanaplikatif yang perlu dikuasai oleh seorang insinyur teknik kimia, antara lain:

Pengendalian proses kimia

Instrumentasi

Perancangan proses kimia

Penanganan limbah pabrik

Prosedur keselamatan pabrik kimia

Evaluasi ekonomi pabrik kimia

Manajemen proyek

 

Teknik Kimia Modern

 

Pada masa sekarang ini, teknikkimia terlibat dalam proses pengembangan dan proses produksi produk yang sangatberagam. Produk-produk ini meliputi material berunjuk kerja tinggi untukkeperluan antariksa, otomotif, biomedis, elektronik, lingkungan, dan militer. Contohproduk yang dihasilkan adalah serat yang sangat kuat, bahan tekstil, pelekat,material komposit untuk kendaraan, material yang aman digunakan untuk implan,dan obat-obatan.

 

Bidang terkait

 

Ruang lingkup teknik kimiasangatlah luas, melingkupi bidang bioteknologi, nanoteknologi, hingga mineral.Bidang-bidang yang erat berhubungan dengan teknik kimia antara lain teknikbioproses (atau teknik biokimia), teknik biomedis, teknik biomolekular, kimiadan bioteknologi.

 

 

 

 

 

 

 

 

Perancangan proses kimia adalah kegiatan merancang proses untukmemperoleh perubahan fisis dan/atau kimiawi yang diharapkan. Perancangan prosesadalah kegiatan yang penting dalam teknik kimia. Kegiatan ini dianggap sebagaipuncak kegiatan teknik kimia, menyatukan semua aspek yang dipelajari bidangtersebut.

 

Perancangan proses dapat berupaperancangan fasilitas baru ataupun berupa modifikasi/ekspansi fasilitas yangsudah ada. Perancangan proses dimulai dari tahap konseptual dan berakhir padatahap fabrikasi dan konstruksi hasil rancangan.

 

Perancangan proses berbeda denganperancangan mesin. Pada perancangan mesin, dilakukan perancangan terhadap suatuunit operasi sementara perancangan proses melibatkan beberapa unitoperasi.Daftar isi [sembunyikan]

1 Dokumentasi

2 Konsiderasi Perancangan

3 Sumber Informasi Perancangan

4 Bantuan Komputer

5 Lihat pula

6 Buku Teknik Kimia yangDianjurkan

 

 

Dokumentasi

 

Dokumentasi pada perancanganproses kimia berguna untuk mengkomunikasikan ide dan rencana kepada insinyurlain yang terlibat dalam proses perancangan, kepada agen luar, vendorperalatan, dan kontraktor. Untuk meningkatkan detail, dokumen perancanganproses meliputi:

Diagram alir blok: diagramsederhana berisikan persegi panjang dan garis menyatakan aliran massa dan energi.

Diagram alir proses (PFD's):Diagram yang lebih kompleks berisikan unit operasi utama dan garis aliran.Diagram jenis ini memuat data neraca massa,dan terkadang juga neraca energi, beserta data laju alir, komposisi, dantekanan serta temperatur aliran terkait.

Diagram instrumentasi danperpipaan (P&ID's): Diagram ini menunjukan setiap perpipaan beserta kelaspipa (bahan pipa) dan ukuran pipa. Diagram ini juga menampilkan kerangan danlokasi instrumentasi dan skema pengendalian proses.

Spesifikasi: Keterangan lengkapsemua alat utama proses.

 

Pekerjaan desainer prosesmeliputi pula penulisan manual operasi awal proses (start-up), pengoperasian ,dan akhir proses (shut-down).

 

Dokumentasi dijaga untukkeperluan lanjut seperti untuk acuan pengoperasian dan modifikasi proses lebihlanjut.

 

Konsiderasi Perancangan

 

Perancangan proses memilikitujuan dan batasan.

 

Tujuan perancangan dapat berupa:

Laju alir proses

Perolehan kimia

Kemurnian produk

 

Batasan meliputi:

Modal awal

Ruang yang tersedia

Pertimbangan keselamatan

Pertimbangan dampak terhadaplingkungan

Limbah proses

Biaya operasi

 

Faktor lain yang juga dapatmenjadi bahan pertimbangan menyangkut:

Kehandalan

Fleksibilitas

Kemungkinan terjadinya perubahanterhadap bahan bakudan produk (ketersediaan, harga, ataupun tuntutan pasar).

 

Sumber Informasi Perancangan

 

Desainer pada umumnya tidakmemulai perancangan dari nol, khususnya bila proyek yang ditangani cukupkompleks. Biasanya insinyur perancang memiliki data pilot plant atau datapabrik yang telah beroperasi penuh. Sumber data lain dapat berupa lisensorproses, hasil penelitian laboratorium,data ilmiah, dan masukan dari vendor.

 

Bantuan Komputer

 

Kemajuan teknologi perangkatlunak telah membantu dalam proses perhitungan yang dibutuhkan dalam perancanganproses, ataupun membantu pensimulasian proses. hasil simulasi dapatmengidentifikasi kelemahan dalam suatu desain sehingga memungkinkan desainermemilih alternatif yang terbaik.

 

Namun demikian, insinyurperencana tetap mengandalkan heuristik, intuisi dan pengalaman dalammerencanakan proses. Kreativitas juga diperlukan dalam merancang suatu prosesyang kompleks.

 

 

Buku Teknik Kimia yang Dianjurkan

Kister, Henry Z. (1992).Distillation Design, 1st Edition, McGraw-Hill. ISBN 0-07-034909-6.

Perry, Robert H. and Green, DonW. (1984). Perry's Chemical Engineers' Handbook, 6th Edition, McGraw-Hill. ISBN0-07-049479-7.

Bird, R.B., Stewart, W.E. andLightfoot, E.N. (August 2001). Transport Phenomena, Second Edition, John Wiley& Sons. ISBN 0-471-41077-2.

McCabe, W., Smith, J. andHarriott, P. (2004). Unit Operations of Chemical Engineering, 7th Edition,McGraw Hill. ISBN 0-07-284823-5.

Seader, J. D., and Henley, ErnestJ. (1998). Separation Process Principles. New York: Wiley. ISBN 0-471-58626-9.

Chopey, Nicholas P. (2004).Handbook of Chemical Engineering Calculations, 3rdEdition, McGraw-Hill. ISBN0-07-136262-2.

Himmelbau, David M. (1996). BasicPrinciples and Calculations in Chemical Engineering, 6th Edition,Prentice-Hall. ISBN 0-13-305798-4.

Editors: Jacqueline I. Kroschwitzand Arza Seidel (2004). Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5thEdition, Hoboken, NJ: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-48810-0.

King, C.J. (1980). SeparationProcesses. McGraw Hill. ISBN 0-07-034612-7.

Peters, M. S., and Timmerhaus K.D. (1991). Plant Design and Economics for Chemical Engineers, 4th edition,McGraw Hill. ISBN 0-07-100871-3.

 

 

Dalam Kimia dan teknik kimia, proses pemisahan digunakan untukmendapatkan dua atau lebih produk yang lebih murni dari suatu campuran senyawakimia.

 

Sebagian besar senyawa kimiaditemukan di alam dalam keadaan yang tidak murni. Biasanya, suatu senyawa kimiaberada dalam keadaan tercampur dengan senyawa lain. Untuk beberapa keperluanseperti sintesis senyawa kimia yang memerlukan bahan baku senyawa kimia dalam keadaan murni atauproses produksi suatu senyawa kimia dengan kemurnian tinggi, proses pemisahanperlu dilakukan. Proses pemisahan sangat penting dalam bidang teknik kimia.Suatu contoh pentingnya proses pemisahan adalah pada proses pengolahan minyakbumi. Minyak bumi merupakan campuran berbagai jenis hidrokarbon. Pemanfaatanhidrokarbon-hidrokarbon penyusun minyak bumi akan lebih berharga bila memilikikemurnian yang tinggi. Proses pemisahan minyak bumi menjadikomponen-komponennya akan menghasilkan produk LPG, solar, avtur, pelumas, danaspal.

 

Secara mendasar, proses pemisahandapat diterangkan sebagai proses perpindahan massa. Proses pemisahan sendiri dapatdiklasifikasikan menjadi proses pemisahan secara mekanis atau kimiawi.Pemilihan jenis proses pemisahan yang digunakan bergantung pada kondisi yangdihadapi. Pemisahan secara mekanis dilakukan kapanpun memungkinkan karena biayaoperasinya lebih murah dari pemisahan secara kimiawi. Untuk campuran yang tidakdapat dipisahkan melalui proses pemisahan mekanis (seperti pemisahan minyakbumi), proses pemisahan kimiawi harus dilakukan.

 

Proses pemisahan suatu campurandapat dilakukan dengan berbagai metode. Metode pemisahan yang dipilihbergantung pada fasa komponen penyusun campuran. Suatu campuran dapat berupacampuran homogen (satu fasa) atau campuran heterogen (lebih dari satu fasa).Suatu campuran heterogen dapat mengandung dua atau lebih fasa: padat-padat,padat-cair, padat-gas, cair-cair, cair-gas, gas-gas, campuran padat-cair-gas,dan sebagainya. Pada berbagai kasus, dua atau lebih proses pemisahan harusdikombinasikan untuk mendapatkan hasil pemisahan yang diinginkan.

 

Prinsip proses pemisahan

 

Untuk proses pemisahan suatucampuran heterogen, terdapat empat prinsip utama proses pemisahan, yaitu:

Sedimentasi

Flotasi

Sentrifugasi

Filtrasi

 

Proses pemisahan suatu campuranhomogen, prinsipnya merupakan pemisahan dari terbentuknya suatu fasa barusehingga campuran menjadi suatu campuran heterogen yang mudah dipisahkan. Fasabaru terjadi / terbentuk dari adanya perbedaan sifat fisik dan kimiawimasing-masing komponen. Berbagai metode yang digunakan untuk terjadinya suatufasa baru sehingga campuran homogen dapat dipisahkan adalah:

Absorpsi

Adsorpsi

Kromatografi

Kristalisasi

Distilasi

Evaporasi

Elektroforesis

Evaporation

Ekstraksi

Leaching

Ekstraksi cair-cair

Ekstraksi padat-cair

Pembekuan fraksional

Presipitasi

Rekristalisasi

Stripping

Sublimasi

 

Unit operasi

 

Dalam teknik kimia danbidang-bidang terkait, unit operasi adalah suatu tahapan dasar dalam suatuproses. Sebagai contoh dalam pemrosesan susu, homogenisasi, pasteurisasi,pendinginan, dan pengemasan, masing-masing merupakan suatu unit operasi yangberhubungan untuk menghasilkan keseluruhan proses. Suatu proses dapat terdiridari banyak unit operasi untuk mendapatkan produk yang diinginkan.

 

Pada awalnya, industri kimia yangberbeda dianggap sebagai proses industri yang berbeda dengan prinsip-prinsipyang berbeda pula. Pada tahun 1923, William H. Walker, Warren K. Lewis danWilliam H. McAdams menulis buku The Principles of Chemical Engineering danmenjelaskan berbagai industri kimia yang mengikuti hukum-hukum fisika yangsama. Mereka menyimpulkan proses-proses yang serupa ini ke dalam unit operasi.Setiap unit operasi mengikuti hukum fisika yang sama dan dapat digunakan padasemua industri kimia. Unit operasi menjadi prinsip dasar dalam bidang teknikkimia.

 

Unit operasi teknik kimia terbagidalam limajenis:

Proses aliran fluida, termasukperpindahan fluida, filtrasi, fluidisasi padatan, dll.

Proses perpindahan panas,termasuk evaporasi, kondensasi, dll.

Proses perpindahan massa, termasuk absorpsigas, distilasi, ekstraksi, adsorpsi, pengeringan, dll.

Proses termodinamis, termasukpencairan gas, refrigerasi, dll.

Proses mekanis, termasuktransportasi padatan, pencadaran (screening) dan pengayakan (sieving), dll.

 

Unit-unit operasi juga dapatdikelompokkan menjadi:

Kombinasi (misalnya pencampuran)

Pemisahan (misalnya distilasi)

Reaksi (misalnya reaksi kimia)

 

Unit operasi dan unit prosesteknik kimia membentuk dasar utama untuk segala jenis industri kimia danmerupakan dasar perancangan pabrik kimia serta alat-alat yang digunakannya.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reaktor kimia

 

Dalam teknik kimia, Reaktor kimiaadalah suatu bejana tempat berlangsungnya reaksi kimia. Rancangan dari reaktorini tergantung dari banyak variabel yang dapat dipelajari di teknik kimia.Perancangan suatu reaktor kimia harus mengutamakan efisiensi kinerja reaktor,sehingga didapatkan hasil produk dibandingkan masukan (input) yang besar denganbiaya yang minimum, baik itu biaya modal maupun operasi. Tentu saja faktorkeselamatan pun tidak boleh dikesampingkan. Biaya operasi biasanya termasukbesarnya energi yang akan diberikan atau diambil, harga bahan baku, upah operator, dll. Perubahan energidalam suatu reaktor kimia bisa karena adanya suatu pemanasan atau pendinginan,penambahan atau pengurangan tekanan, gayagesekan (pengaduk dan cairan), dll.Daftar

 

Gambaran Umum

 

Ada dua jenis utama reaktor kimia:

Reaktor tangki atau bejana

Reaktor pipa

 

Kedua jenis reaktor dapatdioperasikan secara kontinyu maupun partaian/batch. Biasanya, reaktorberoperasi dalam keadaan ajeg namun terkadang bisa juga beroperasi secaratransien. Biasanya keadaan reaktor yang transien adalah ketika reaktor pertamakali dioperasikan (mis: setelah perbaikan atau pembelian baru) di mana komponenproduk masih berubah terhadap waktu. Biasanya bahan yang direaksikan dalamreaktor kimia adalah cairan dan gas, namun terkadang ada juga padatan yangdiikutkan dalam reaksi (mis: katalisator, regent, inert). Tentu saja perlakuanterhadap bahan yang akan direaksikan akan berbeda.

 

Ada tiga tipe pendekatan utama yang digunakandalam pengoperasian reaktor:

Model reaktor batch

Model Reaktor Alir TangkiBerpengaduk (RATB) atau dikenal juga sebagai RTIK (Reaktor Tangki IdealKontinu)

Model Reaktor Alir Pipa (RAP)atau dikenal juga sebagai RAS (Reaktor aliran Sumbat)

 

Lebih jauh lagi, reaktor dengankatalisator (padatan) membutuhkan pendekatan yang terpisah dari ketiga modeltersebut dikarenakan banyaknya asumsi sehingga menyebabkan tiga modelperhitungan di atas tidak lagi akurat.

 

Beberapa ubahan yang mempengaruhirancangan reaktor:

Waktu tinggal

Volum (V)

Temperatur (T)

Tekanan (P)

Konsentrasi senyawa (C1, C2, C3,...,Cn

Koefisien perpindahan panas (h,U), dll

 

RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk)

 

Bagian dalam suatu RATB.

 

RATB dikenal juga sebagai RTIK(Reaktor Tangki Ideal Kontinu). Di RATB, satu atau lebih reaktan masuk ke dalamsuatu bejana berpengaduk dan bersamaan dengan itu sejumlah yang sama (produk)dikeluarkan dari reaktor. Pengaduk dirancang sehingga campuran teraduk dengansempurna dan diharapkan reaksi berlangsung secara optimal. Waktu tinggal dapatdiketahui dengan membagi volum reaktor dengan kecepatan volumetrik cairan yangmasuk reaktor. Dengan perhitungan kinetika reaksi, konversi suatu reaktor dapatdiketahui.

 

Beberapa hal penting mengenaiRATB:

Reaktor berlangsung secara ajeg,sehingga jumlah yang masuk setara dengan jumlah yang ke luar reaktor jika tidaktentu reaktor akan berkurang atau bertambah isinya.

Perhitungan RATB mengasumsikanpengadukan terjadi secara sempurna sehingga semua titik dalam reaktor memilikikomposisi yang sama. Dengan asumsi ini, komposisi keluar reaktor selalu samadengan bahan didalam reaktor.

Seringkali, untuk menghematdigunakan banyak reaktor yang disusun secara seri daripada menggunakan reaktortunggal yang besar. Sehingga reaktor yang di belakang akan memiliki komposisiproduk yang lebih besar dibanding di depannya.

Dapat dilihat, bahwa denganjumlah RATB kecil yang tak terbatas model perhitungan akan menyerupaiperhitungan untuk RAP.

 

RAP (Reaktor Alir Pipa)

 

RAP dikenal juga sebagai RAS(Reaktor aliran Sumbat). Dalam RAP, satu atau lebih reaktan dipompa ke dalamsuatu pipa. Biasanya reaksi yang menggunakan RAP adalah reaksi fasa gas.

 

Reaksi kimia berlangsungsepanjang pipa sehingga semakin panjang pipa konversi akan semakin tinggi.Namun tidak semudah ini menaikkan konversi, dalam RAP konversi terjadi secaragradien, pada awalnya kecepatan reaksi berlangsung secara cepat namun setelahpanjang pipa tertentu jumlah reaktan akan berkurang dan kecepatan reaksiberlangsung lebih lambat dan akan makin lambat seiring panjangnya pipa.Artinya, untuk mencapai konversi 100% panjang pipa yang dibutuhkan adalah takterhingga.

 

Beberapa hal penting mengenaiRAP:

Perhitungan dalam model RAPmengasumsikan tidak terjadi pencampuran, dan reaktan bergerak secara aksialbukan radial.

Katalisator dapat dimasukkanmelalui titik yang berbeda dari titik masukan, diharapkan reaksi lebih optimaldan terjadi penghematan.

Biasanya, RAP memiliki konversiyang lebih besar dibanding RATB dalam volum yang sama. Artinya, dengan waktutinggal yang sama RAP memberikan hasil yang lebih besar dibanding RATB.

 

Reaktor Semi-Batch

 

Reaktor jenis berlangsung secarabatch dan kontinyu secara bersamaan. Contoh paling sederhana misalnya tangkifermentor, ragi dimasukkan sekali ke dalam tangki (secara batch) namun CO2 yangdihasilkannya dikeluarkan secara kontinyu. Contoh lainnya adalah klorinasi,suatu reaksi cair-gas, gas digelembungkan secara kontinyu dari dasar tangki agarbereaksi dengan cairan di tangki yang diam (batch).

 


Ikatan Kimia Bahan

Posted by Alfi Mardiahnur Ramadanti on January 23, 2011 at 8:19 PM Comments comments (0)

IKATAN KIMIA BAHAN

 

 

Atom dan Ion

 

Dalam ilmu bahan,atom dianggap sebagai satuan dasar dari struktur intern. Konsep mula mengenaiatom telah cukup dikenal, antara lain nomor atom, massa atom dan hubungannyadalam tabel periodik.

Satuan massa atom(atomic mass unit).karena ukuran atom jauh lebih kecil dibandingkan denganukuran bahan  maka untuk memudahandigunakan sma dalam perhitungan. Sma didefinisikan sebagai seperdua belas massaatom karbon – 12, yaitu isotopkarbon yang paling sering ditemukan. Dalam satugram terdapat 0,6022...x 1024 s.m.a. atau sering dikenal sebagaibilangan Avogadro – N. Karena karbon alam mengandung sekitar satu persen C13disamping 98.9% C12, maka massa atom rata-rata dari atom karbonadalah 12,011....s.m.a.

Nomor atommenunjukkan jumlah elektron yang terdapat dalam atom netral (dan sama denganjumlah proton dalam inti). Pada elektron terluar dapat menentukan sifat-sifatseperti:

             1. Menentukan sifat-sifat kimia

             2. Menentkan ikatan antara atomdan dengan demikian menentukan        

                 karakteristik mekanik dankekuatan

             3. Mengendalikan ukuran atom danmempengaruhi konduktivitas listrik

                 dari bahan

             4. Mempenfaruhi karakteristikoptik

Dalam susunanperiodik atom tersusun dengan urutan meningkat, sehingga dalam kolom vertikal,yang disebut kelompok. Elemen-elemen disudut kiri tabel periodik mudahterionisir sehingga menghasilkan ion positip atom kation. Elemen-elemen disudutkanan atas mudah menerima atau membagi elektron, elemen-elemen ini bersifatelektro negatif.

Elektron, yangterdapat dalam atom tunduk pada pengaturan yang ketat karena elektron memilikikarakteristik gelombang tegak selama geraknya mengitari atom. Pada atomtunggal, elektron memiliki beberapa tingkat energi yang spesifik  atau orbital.

Orbital yangpaling tinggi memiliki arti yang penting karena ditempati oleh elektron vaensi.Elektron-elektron ini dapat dipindahkan oleh medan listrik yang kecil, danmenghaslkan kation positip. Energi yang diperlukan disebut energi ionisasi.

Bila orbitalvalensi  tidak terisi, atom dapatmenerima sejumlah elektron tambahan untuk mengisi level energi yang kosong  dan menjadi ion yang negatif (anion). Atomelektro negatip dengan orbital valensi yang kosong dapat saling membagielektron.

 

 

 

Molekul

 

Molekul dapatdidefinisikan sebagai kelompok atom yang terikat dengan kuat  dengan ikatan antar kelompok atom sejenisyang relatif lemah. Sebagai prototip molekul dapat diambil ,F2 danuntuk memutuskan ikatan kovalen antara kedua atom diperlukan energisebesar 160kJ/mol (~1,65 eV/ikatan). Untuk agitasi termal yang dapat memisahkan molekul menjadi gas dengan cara mendidihkannyadiperlukan energi sebesar 3 kJ/mol (0,03 eV/ikatan)

Dalam setiapmolekul, atom-atom terikat oleh gaya tarik menarik yang kuat biasanya berbentukikatan kovalen meskipun terkadang terdapat ikatan ion. Ikatan antar molekullemah, sehingga setiap molekul dapat bergerak bebas dan menghasilkan:

1. Setiap senyawamolekul memiliki titik cair dan titik didih yang lebih rendah 

    dibandingkan dengan bahan-bahan lain

2. Benda padatmolekuler lebih lunak karena setiap molekul dapat tergeser satu

    dengan lainnya oleh tegangan yang lebihkecil

3.Molekul-molekul tetap utuh dengan keadaan gas atau cair

 

Panjang ikatanenergi, kekuatan ikatan antar atom dalam sebuah molekul dengan sendirinyatergantung pada jenis atom dan atom-atom lainnya.

Yang dimaksuddengan dengan energi adalah jumlah energi yang diperlukan untuk mematahkanikatan sebanyak satu mol (bilangan avogadro).Contoh, untuk mematahkan 0,602 x1024  ikatan C-C diperlukanenergi sebesar 370000 joule atau  joule per ikatan

Sejalan denganitu, sejumlah energi yang sama akn dibebaskan (- 0,61 x 10 -18 ) bila terbentuk ikatan  C – C.

 

Sudut ikatan,orbital hibrida dalam ikatan kovalen tertentu dimana orbital s dan p bergabung.Ikatan hibrida yang terpenting adalah orbital sp3.

Dostorsi yanglebih besar terdapat  pada orbitalhibrida dimana elektron  berpasangansendiri dan tidak membentuk ikatan kovalen. Hal ini dapat dilihat pada NH3  dan H2O dimana 107,5 dan 104,5  merupakan nilai rata-rata untuk sudut H – Ndan  H – O – H.

Salah sudutikatan  ( bond ) adalah sudut  C – C – C dalam rangkaian hidrokarbon.Sudut  ini dapat brubah sedikittergantung apakah terdapat hidrogen atau gugus lainnya.

 

Iisomer, molekuldengan komposisi yang sama dapat  mmilikibeberapa susunan atom. Variasistruktur dari molekul dengan komposisi yang sama disebut  isomer. Perbedaandalam struktur  mempengaruhisifat-sifat  molekul karena terjadiperubahan dalam polaritas molekul misalnya titik cair  dan titikdidih  propil alkohol masing-masing -1270Cdan 97,20C, sedangkan untuk isopropil alkohol adalah -890Cdan 82,30C.

 

 

 

Ikatan Primer

 

 

 


Polimer

Posted by Alfi Mardiahnur Ramadanti on January 23, 2011 at 8:18 PM Comments comments (0)

 

var google_adnum=0; // 

GA_googleFillSlot("Shvoong_Summary_Box_ID");Polimer didefinisikan sebagai substansi yang terdiri darimolekul-molekul yang menyertakan rangkaian satu atau lebih dari satu unitmonomer. Manusia sudah berabad-abad menggunakan polimer dalam bentuk minyak,aspal, damar, dan permen karet. Tapi industri polimer modern baru mulaiberkembang pada masa revolusi industri. Di akhir 1830-an, Charles Goodyearberhasil memproduksi sebentuk karet alami yang berguna melalui proses yangdikenal sebagai “vulkanisasi”. 40 tahun kemudian, Celluloid (sebentuk plastikkeras dari nitrocellulose) berhasil dikomersialisasikan. Adalahdiperkenalkannya vinyl, neoprene, polystyrene, dan nilon di tahun 1930-an yangmemulai ‘ledakan’ dalam penelitian polimer yang masih berlangsung sampai sekarang.

Sebelum mendiskusikan peranan polimer dalam konstruksi komersial,berikut ini kami sajikan sedikit infromasi mengenasi struktur, tipe, dansifat-sifat fisik polimer.

Polimer seperti kapas, wol, karet, dan semua plastik digunakan di hampir semuaindustri. Polimer alami dan sintetik bisa diproduksi dengan beragam kekakuan,kekuatan, ketebalan, dan ketahanan terhadap panas. Elastomer (polimer bersifatelastis) memiliki struktur yang saling bersilangan dan longgar. Struktur rantaibertipe inilah yang menyebabkan elastomer memiliki ingatan. Rata-rata 1 dari100 molekul saling bersilangan. Saat jumlah rata-rata ikatan saling bersilanganitu meningkat (sekitar 1 dalam 30), material menjadi lebih kaku dan rapuh. Baikkaret alami dan sintetis adalah contoh dari elastomer. Di bawah kondisitemperatur dan tekanan tertentu, plastik yang juga termasuk polimer dapatdibentuk atau dicetak. Berbeda dengan elastomer, plastik lebih kaku dan tidakmemiliki elastisitas yang dapat dibalik. Selulosa mreupakan salah satu contohmaterial berpolimer yang harus dimodifikasi secara bertahap sebelum diprosesdengan metode yang biasanya digunakan untuk plastik. Beberapa plastik (sepertinilon dan selulosa asetat) dibentuk menjadi fiber.

Padatan amorf terbentuk saat rantai memiliki orientasi yang kecil di sepanjangpolimer yang besar. Temperatur transisi kaca merupakan titik dimana polimermengeras menjadi padatan amorf. Istilah ini digunakan sebab padatan amorf punyasifat-sifat yang mirip dengan kaca. Dalam proses kristalisasi, ditemukan bahwarantai-rantai yang relatif pendek mengorganisir diri mereka sendiri menjadistruktur kristalin lebih cepat daripada molekul yang lebih panjang. Denganbegitu, derajat polimerisasi (DP) merupakan sebuah faktor yang penting dalammenentukan kekristalinan sebuah polimer. Polimer dengan DP yang tinggi sulitdiatur menjadi lapisan-lapisan sebab cenderung menjadi kusut.

Dalam mempelajari polimer dan aplikasinya, penting untuk memahami konseptemperatur transisi kaca, T g. Polimer yang temperaturnya jatuh di bawah T gakan semakin kusut. Sedang polimer yang temperaturnya naik di atas T g akanmenjadi lebih mirip dengan karet. Dengan begitu, pengetahuan akan T g merupakanhal yang penting dalam memilih bahan-bahan untuk berbagai aplikasi. Padaumumnya, nilai T g di bawah temperatur ruangan menentukan bidang elastomersedang nilai T g di atas temperatur ruangan menyebabkan polimer berstrukturkaku.

Perilaku ini bisa dipahami dalam hal struktur bahan berkaca yang biasanyadibentuk oleh substansi yang mengandung rantai-rantai yang panjang, jaringanatom-atom yang berhubungan, atau apapun yang memiliki struktur molekul yangkomples. Normalnya dalal keadaan cair, bahan-bahan seperti itu memiliki sifatrekat/kekentalan yang tinggi. Saat temperatur berubah menjadi dingin dengancepat, kristalin berada dalam keadaan lebih stabil sedang pergerakan molekulmenjadi terlalu pelan atau geometri terlalu kaku untuk membentuk kristalin.Istilah kaca bersinonim dengan keadaan tak seimbang yang terus-menerus. Sifatpolimer lainnya, yang juga sangat tergantung pada temperaturnya, adalahresponsnya terhadap gaya—sebagaimanadiindikasikan oleh dua tipe perilaku yang utama: elastis dan plastik.Bahan-bahan bersifat elastis akan kembali ke bentuk asalnya begitu gaya tidak ada lagi.Bahan-bahan plastik takkan kembali ke bentuk asalnya. Di dalam bahan plastikberlangsung aliran yang mirip dengan cairan yang sifat rekat/kekentalannyatinggi. Kebanyakan material mendemonstrasikan kombinasi dari perilaku elastisdan plastik, memperlihatkan perilaku plastik setelah melebihi batasan elastis.

 

 



Upcoming Events

No upcoming events

Featured Products

No featured products

Recent Podcasts