Material reuse/recycle pinch diagram

Kelemahan konsep mass-transfer based utk memodelkan water-using operations diatasi dgn menggunakan metode lain. Msh dlm keluarga pinch2an, yg dikembangkan oleh El-Halwagi dan mahasiswa2nya. Saya lupa tahun berapa, dan malas oprek2 buku😀. Metode ini mereka sebut sbg material reuse/recycle pinch diagram. Disebut material krn teknik ini bisa diaplikasikan ke segala material yg mengandung property tertentu yg berharga atau yg mjd titik perhatian kita. Tidak hanya kpd air, tp jg solvent, dan aliran2 lainnya.

Teknik ini mengakomodir seluruh perubahan laju alir dan menetapkan laju alir masuk dan keluarnya. Batasannya mungkin mmg krn keperluan proses, fouling dan scaling limitations, heat transfer coefficient, losses, dsb. Demikian jg dgn konsentrasi pengotornya. Jg dibuat tetap (fixed). Konsentrasi aliran masuk dan keluar dibuat sampe maksimum (maximum inlet and outlet concentration) dgn batasan yg jg kurang lbh sama spt laju alirnya.

Kita akan gunakan data yg sama spt di artikel ttg WPA, spt di bawah.

Di sini kita tidak akan melihat 4 stream dgn konsentrasi inlet dan outlet tertentu. Ttp 4 stream sbg sink (memerlukan stream) yg diambil dr inlet stream. Dan 4 stream sbg source (memberikan stream) yg diambil dr outlet stream. Logikanya adalah outlet stream dr satu unit operasi bisa direuse/direcycle ke unit2 lainnya. Sebagai tambahan lg, kita akan memerlukan satu source stream yg fresh, yg akan kita cari nilai minimumnya. Di WPA, nilai ini sudah kita ketahui sbg 90 ton/hr.

Masing2 stream, baik di sink dan source, kita urutkan dr yg plg rendah konsentrasinya ke yg plg tinggi. Kita akan meletakkan laju alir di sumbu x, dan mass load of concentration (hasil kali konsentrasi dgn laju alir) di sumbu y. Stream yg plg rendah konsentrasinya digambar terlebih dahulu. Kemudian, laju alir stream kedua (yg konsentrasinya lbh tinggi) ditambahkan dari stream pertama, dan mass loadnya jg ditambahkan dr stream yg pertama. Sehingga jika kita punya 4 stream dgn 3 konsentrasi yg berbeda, maka kita akan punya 3 garis dgn kemiringan yg berbeda.

Kurva utk sink stream secara keseluruhan disebut sbg Sink Composite Curve, sementara kurva utk source stream disebut Source Composite Curve. Jika fresh sourcenya tidak ada, maka kurva Sink dan Source composite curve kita akan terlihat spt gbr di bawah.

Utk mengetahui seberapa banyak fresh source yg kita perlukan, kita akan menggeser kurva Source Composite Curve dgn menambahkan laju alir fresh source sehingga kurva Source Compsite Curve selalu memiliki mass load yg lbh rendah atau sama dgn Sink Composite Curve di daerah yg overlap. Laju alir fresh source yg kita perlukan ini akan membuat kedua kurva bersentuhan di titik yg disebut sbg material reuse/recycle pinch point. Spt gbr di bawah.

Nah, laju alir minimum yg diperlukan ini disebut sbg target utk fresh materialnya, dan nilainya sama spt contoh sblmnya, 90 ton/hr. Daerah di mana kurva Source Composite Curve mengalami overlap dgn Sink Composite Curve adalah daerah di mana material reuse/recycle bisa dilakukan. Dan daerah plg kanan di mana kurva Source Composite Curve tidak memiliki Sink Composite Curve di atasnya adalah wastewater discharge. Pembagian tiga zona ini merupakan analogy dr Heat and Cold Composite Cuve.

Contoh di atas saya seleseikan di MS Excel yg saya kembangkan. File ini bisa digunakan sbg toolkit utk sebanyak mungkin dan seberagam mungkin aliran dan menyeleseikan masalah ini hanya dlm bbrp menit.

Setelah kita mengetahui bagaimana cara utk menentukan target minimal fresh material atau fresh water di contoh ini, maka kita perlu tau bagaimana mendesain network dr water-using operations ini. Atau bagaimana mencapai target ini. Nantikan di artikel selanjutnya.

1 Comment (+add yours?)

  1. Trackback: Analisis pinch air atau water pinch analysis – Teknik Kimia Indonesia

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: