Menganalisa Pola Aliran Dalam Kolom di Pabrik Kimia

Apabila kita melihat pabrik-pabrik kimia pada umumnya hanya  nampak  menara-menara tinggi seperti pipa-pipa yang dipancangkan ke bumi. Tetapi disitulah sebenarnya salah satu proses utama pabrik kimia terjadi. Proses yang dilakukan dalam menara atau kolom-kolom tinggi tersebut umumnya adalah absorbs, stripsi dan distilasi. Proses-proses tersebut diatas selalu melibatkan cairan sebagai salah satu komponen utamanya.

Sejauh ini dikenal dua pola aliran ideal yakni plug flow dan mixed flow, tetapi kenyataan dilapangan tidak pernah ada pola aliran yang benar-benar plug flow atau mixed flow seratus persen. Pada kolom bahan isian penyimpangan itu terjadi karena fluida tidak menempuh rute yang sama sepanjang kolom sehingga menyebabkan perbedaan waktu tinggal dalam kolom yang berakibat pada pencampuran atau mixing yang terjadi.

Deviasi yang umum terjadi dalam kolom adalah chanelling, recycling atau daerah stagnant dalam kolom tersebut. Deviasi dari aliran ideal dapat diklasifikasikan dalam 2 tipe, yang pertama fluida mengalir melalui kolom pada kecepatan yang berbeda yang disebabkan “chanelling” dan “dead zone” sehingga elemen fluida tidak tercampur sempurna secara local tetapi sisa-sisa elemen itu memisahkan secara parsial dan bergerak sepanjang kolom. Yang kedua deviasi berhubungan dengan tingkat pencampuran lokal atau micromixing, sebagai contoh adalah adanya local mixing atau difusi pada arah aliran sepanjang kolom.

Pola aliran pada pipa atau kolom diekati sebagai aliran plug flow daripada mixed flow.  Variabel-variabel lain seperti aliran gas dan jenis bahan isian perlu ditambahkan untuk menganalisa pola aliran tersebut secara komprehensif. Jenis bahan isian (packing) sangat berpengaruh terhadap hal ini, karena setiap bahan isian memiliki karakteristik tersendiri, misalnya raschig rings akan berbeda dengan jenis pall ring. Ketika kondisi optimum operasi kolom didapatkan maka kinerja pabrik kimia akan menjadi lebih maksimal karena kolom-kolom tersebut adalah salah satu alat utama pada pabrik kimia. 

Perbedaan Pengadukan Pada Reaktor Tangki Berpengaduk Dengan Tangki Flokulasi

Reaktor Tangki Berpengaduk Dengan Baffle

Sejauh ini dikenal dua pola aliran ideal yaitu plug flow dan mixed flow, tetapi dilapangan tidak pernah pola aliran pola aliran yang benar-benar plug flow atau mixed flow seratus persen.  Pola aliran pada tangki didekati dengan pola aliran mixed flow sedangkan pada pipa atau kolom didekati dengan aliran plug flow. Pada tangki untuk mencapai kondisi mixed flow yang optimum, maka dihindari terjadinya vortex (pusaran) maupun dead zone pada tangki tersebut. Untuk mengatasi hal ini penggunaan jenis pengaduk (impeller) yang sesuai dan pemasangan baffle umum digunakan.

Ketika pencampuran dalam tangki beralngsung secara optimal maka akan didapat campuran yang homogen. Kondisi inilah umunya yang ingin dicapai dari hampir semua proses pengadukan. Tetapi pada proses flokulasi-sedimentasi seperti pada proses pengolahan air yang terjadi sebaliknya. Pada proses ini vortex malah sengaja dibut tujuannya supaya terjadi flok-flok (semacam gumpalan-gumpalan) dan cepat besar sehingga akan cepat mengendap (sedimentasi).

Pada poses flokulasi sedimentasi tersebut umumnya ditambahkan bahan berupa kogulan untuk mempercepat proses flokulasi-sedimentasi tersebut. Pola aliran ideal yakni mixed flow tentu sangat jauh pada kondisi proses flokulasi-sedimentasi tersebut. Karakteristik proses yang dilakukan yang menentukan jenis pola aliran yang dilakukan. Dan jika mau, ketidakidealan pola aliran tersebut bisa dianalisa dengan perbedaan waktu tinggal suatu zat dalam tangki (residence time distribution).