Proses membran pada industri proses kimia
Proses membran yang biasanya dari polimer organik dapat digunakan untuk pemisahan cairan dari zat terlarut atau tersuspensi dari berbagai ukuran lebih kecil dari pemrosesan filtrasi pada umumnya. Untuk molekul terlarut kecil, fenomena yang dikenal sebagai osmosis adalah dasar untuk alat pemisahan. Osmosis terjadi ketika dua larutan pada suhu dan tekanan yang sama tetapi berbeda konsentrasi dipisahkan oleh membran semipermeabel, yaitu salah satu yang memungkinkan lewatnya pelarut tetapi tidak zat terlarut. Salah satu teori aksi membran semipermeabel adalah pelarut yang larut dalam membran di permukaan konsentrasi yang lebih tinggi atau tekanan parsial yang lebih tinggi dan dilepaskan di sisi lain di mana konsentrasinya lebih rendah.
Kecenderungan alami pelarut adalah mengalir untuk menyamakan konsentrasi. Namun, jika tekanan tertentu, seperti tekanan osmotik, aliran pelarut dapat dipaksa dalam arah dari larutan yang lebih pekat ke larutan yang lebih encer. Tekanan osmotik diatur pada rumus:
lnγwXw = (-1/RT) ∫ Vw dP = (- Vw/RT Posm)
di mana γ adalah koefisien aktivitas, X adalah fraksi mol, dan V adalah volume molal parsial; subscript w mengidentifikasi pelarut.
Konfigurasi Peralatan Proses Membran
Tubular
Membran disimpan baik pada di dalam atau di luar tabung berpori, paling sering di dalam untuk reverse osmosis dan luar untuk ultrafiltrasi. “Membran dinamis” dapat disimpan pada tabung stainless steel berpori dari larutan umpan yang mengandung 50-100 mg/L larutan pembentuk membran yang terdiri dari asam poliakrilat dan oksida zirkonium hidro. Membran seperti itu dapat disimpan dalam 1 jam dan diganti dengan cepat. Fluks sangat tinggi; 100 gal/(sqft)(hari).
Plate-and-frame
Konfigurasi peralatan proses membran ini umum digunakan pada ultrafiltrasi.
Spiral wound
Peralatan ini terdiri dari lembaran membran panjang disegel di tepi dan melampirkan bahan berpori yang berfungsi sebagai saluran untuk aliran permeat. Spacer untuk aliran larutan umpan saluran adalah bahan seperti jala di mana larutannya adalah larutan dipaksa di bawah tekanan. Panjangnya hingga 3 kaki, dan menyediakan sekitar 250 kaki persegi permukaan membran/cuft bejana. osmosis balik dapat mencapai hingga 2500 gal/(sqft)(hari).
Hollow Fiber
Berfungsi sebagai cangkang dan tabung satu ujung perangkat. Di satu ujung serat tertanam dalam epoksi tubesheet dan di ujung lainnya disegel. Aliran keseluruhan dari larutan umpan dan permeat berada dalam aliran berlawanan.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
M. Walas, Stanley. 1990. Chemical Process Equipment: Selection and Design. Kansas: Butterworth-Heinemann.
