Teknik Pengendalian Pencemaran Udara (TPPU) Cyclone Disusun oleh Siti Marwasofa (082.12.053)

Cyclone Cyclone merupakan salah satu alat penghilang debu umum yang digunakan untuk sumber pencemar yang statis. Cocok untuk partikel berdiameter yang lebih besar dari 10µm. Menggunakan gaya sentrifugal. (Spellman, 1999) Cocok untuk pemasangan sebelum alat pengumpul debu berefisiensi tinggi seperti ESP dan baghouse (Budiraharjo, 2000) Sumber http://www.vyassolutions.com/wp-content/uploads/2012/10/Cyclone-Separator.jpg

Komponen Cyclone Cyclone atau centrifugal separator adalah dust collector yang prinsipnya terdiri dari: Silinder vertikal dengan bagian bawah berbentuk corong (conical). Pipa outlet pada bagian bawah untuk mengeluarkan partikulat. Pipa outlet gas pada bagian atas.

Prinsip Kerja Cyclone (1) Gas atau aliran fluida diinjeksikan melalui pipa input. Bentuk kerucut cyclone menginduksikan aliran gas atau fluida untuk berputar, menciptakan vortex. Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih besar didorong ke arah luar vortex Gaya gravitasi menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke sisi kerucut menuju tempat. Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui bagian atas dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendah. (Budiraharjo, 2000) (Spellman, 1999)

Prinsip Kerja Cyclone (2) Cyclone membuat gaya sentrifugal yang berfungsi untuk memisahkan partikulat dari udara kotor . Gaya sentrifugal timbul saat partikulat di dalam udara masuk ke puncak kolektor silindris pada suatu sudut dan diputar dengan cepat mengarah ke bawah seperti pusaran air. Aliran udara mengalir secara melingkar dan partikulat yang lebih berat mengarah ke bawah setelah menabrak ke arah dinding cyclone dan meluncur ke bawah Sumber: https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CBsQFjAA&url=http%3A%2F%2Fpersonal.its.ac.id%2Ffiles%2Fmaterial%2F1640-tri-w-chem-eng-CYCLONE.ppt

Kelebihan dan Kekurangan Cyclone Biaya kapital cukup rendah Dapat difungsikan pada temperatur tinggi Biaya perawatan rendah, karena tidak ada bagian-bagian yang bergerak (Budiraharjo, 2000) Kerugian Efisien rendah khususnya untuk partikel diameter kecil (<10µm) Biaya operasi cukup tinggi, sehubungan dengan tingginya pressure drop. (Budiraharjo, 2000)

Aplikasi Industri yang Menggunakan Cyclone Industri agrikultural: memisahkan partikel debu emisi dari pengolahan kapas, pembersihan tepung, pencampuran tepung, dan mesin-mesin agrikultural lainnya. Industri makanan: memisahkan gumpalan partikel memisahkan protein dan zat tepung memisahkan butiran pasir dari gula dalam jus kaleng pemurnian air yang digunakan untuk membersihkan kentang dalam industri keripik kentang. Sumber: triwijaya.https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CBsQFjAA&url=http%3A%2F%2Fpersonal.its.ac.id%2Ffiles%2Fmaterial%2F1640-tri-w-chem-eng-CYCLONE.ppt

Faktor yang mempengaruhi Cyclone Gaya sentrifugal Cut-diameter : diameter partikel yang mempunyai efisiensi pemisahan 50%  menentukan efektifitas range partikel yang dapat dihilangkan Penurunan tekanan (pressure drop) Fractional Efficiency Back-mixing : pencampuran kembali antara gas yang akan keluar, yang telah terpisahkan dari partikel, bercampur kembali dengan aliran gas buang yang baru masuk ke cyclone (Budiraharjo, 2000)

Jenis Cyclone High Efficiency Diameternya lebih kecil (30 cm) Conventional Dipasang di depan cyclone utama karena dalam gas buang yang dilewati mengandung partikel ukurannya kasar. High Throughput Dipasang pada penanganan gas buang yang relatif kecil partikelnya sehingga dipasang di depan cyclone high efficiency.  Untuk flow rate yang tinggi dengan ukuran partikel >50µm (Budiraharjo, 2000)

Konstruksi Cyclone (Budiraharjo, 2000)

Parameter Cyclone Ada 3 parameter terpenting dari sebuah cyclone dalam pemisahan berbagai jenis materi yakni: Cut diameter (dpc) Pressure drop (ΔP) Overall collection efficiency

Rumus CUT DIAMETER Partikel yang terkumpul mempunyai efisiensi 50 % (Spellman, 1999)

Rumus (2) OVERALL COLLECTION EFFICIENCY Dimana: Ei = 1- e [-2(c)^1/(2n+2)] Dimana: c = cyclone dimension factor  = impaction parameter n = vortex exponent

ΔP = 0.0027q2 / [kcDc2BcHc(Lc/Dc)1/3(Zc/Dc)1/3] Rumus (3) PRESSURE DROP ΔP = 0.0027q2 / [kcDc2BcHc(Lc/Dc)1/3(Zc/Dc)1/3] Dimana: q = volumetric flow rate kc = a dimensionless factor descriptive of cyclone inlet vanes Stoke’s Law Dimana : VtR = Terminal radial velocity Dp = Diameter partikel g = konstanta gravitasi ρp = densitas partikel ρ = densitas fluida μ = viskositas fluida Vtan = kecepatan tangensial r = jari-jari cyclone (Budiraharjo, 2000)

Contoh soal (Spellman, 1999)

Jawaban (I)

Jawaban (II)

Sumber Pustaka Spellman, 1999, Particulate Emission Control Budiraharjo, 2000, Peralatan Pengendalian Pencemaran Udara