FISIKA DASAR Diagram Fasa Zat Murni Eddy Kurniawan, ST., M.Eng Perubahan Fasa di Industri: Evaporasi Long Tube Evaporator Perubahan Fasa di Industri: Evaporasi Perubahan Fasa di Industri: Kristalisasi Diagram Fasa ◼ Diagram yang bisa menunjukkan, pada kondisi tertentu (tekanan, suhu, kadar, dll) zat tersebut berfasa (berwujud) apa. Dua jenis diagram fasa H2O dan sejumlah zat lain Vuap > Vpadat > Vcair Zat pada umumnya Vuap > Vcair > Vpadat Titik tripel Titik T pada gambar di slide terdahulu ◼ Kondisi di mana zat bisa berupa padat, cair, uap, atau campurannya ◼ Pendinginan pada P tetap (1) ◼ Apa yang terjadi jika pendinginan dari titik A ke D..? A-B =..? B =..? B-C =..? C =..? C-D =..? Pendinginan pada P tetap (2) ◼ Apa yang terjadi jika pendinginan dari titik E ke G..? E-F =..? F =..? F-G = ? Penekanan pada T tetap (3) ◼ Apa yang terjadi jika pendinginan dari titik H ke K..? H-I =..? I =..? I-J =..? J =..? J-K =..? Penekanan pada T tetap (4) ◼ Apa yang terjadi jika pendinginan dari titik L ke O..? L-M =..? M =..? M-N =..? N =..? N-O =..? Perhatikan: ◼ Penekanan cenderung mendorong perubahan fasa ke arah volum yang lebih kecil Kaidah umum Jika terjadi perubahan kondisi, maka hal tersebut akan mendorong terjadinya proses-proses yang menghambat terjadinya perubahan kondisi tersebut ◼ Contoh: Kenaikan suhu akan mendorong terjadinya proses-proses yang menyerap panas (endotermis) ◼ Coba pikirkan: Apa yang sebaiknya dilakukan untuk proses penyerapan gas dengan suatu cairan (proses absorbsi): a. Pada suhu tinggi atau rendah..? b. Pada tekanan tinggi atau rendah..? Contoh kasus 1: EVAPORATOR Evaporator: alat untuk menguapkan sebagian air dari suatu larutan sehingga diperoleh larutan yang lebih pekat ◼ Fakta: makin tinggi tekanan maka makin tinggi titik didih ◼ Single Effect Evaporator STEAM LARUTAN ENCER LARUTAN PEKAT Multiple Effect Evaporator FORWARD FEEDING Multiple Effect Evaporator ◼ ◼ ◼ Apa keuntungannya dibanding single effect? Bagaimana T1, T2, T3..? Bagaimana P1, P2, P3..? Multiple Effect Evaporator BACKWARD FEEDING Backward vs Forward feeding Apa keuntungan forward feeding..? ◼ Apa kerugian forward feeding..? ◼ Apa keuntungan backward feeding..? ◼ Apa kerugian forward feeding..? ◼ Bagaimana menggabungkan keuntungan keduanya dan mengeliminasi kekurangan keduanya..? ◼ Mixed feeding Contoh Kasus 2: Kristalisasi ◼ Padatan amorf ◼ Kristal Kristal produk industri Ammonium Alum Ammonium magnesium sulfate Gula Kristal es dalam proses freeze drying Kristal di industri pangan Coba tebak: kristal apakah ini..? Pembentukan Kristalisasi Pembentukan Inti Kristal (Nukleasi) Pertumbuhan Kristal PENDINGINAN Pembentukan inti kristal Nukleasi Primer Homogen/ Spontan Sekunder Heterogen/ Induksi Pertumbuhan Kristal ◼ ◼ ◼ Merupakan proses difusi. Difusi: perpindahan massa akibat beda konsentrasi. Pertumbuhan kristal akan terus terjadi sampai konsentrasi larutan (yang mulanya lewat jenuh) mencapai konsentrasi jenuh. Difusi ke permukaan kristal Daerah permukaan kristal: konsentrasi larutan C* (jenuh) Kristal Bulk larutan: Konsentrasi C > C* (lewat jenuh) Difusi berhenti pada saat C C*