DESTILASI AIR LAUT

Desalinasi adalah proses menghilangkan garam dari air. Teknik desalinasi sangatlah penting untuk menghilangkan garam dalam air laut secara efektif dan efisien, dimana hasil yang didapat adalah air bersih dengan konsentrasi garam terlarut yang rendah (fresh water) dan air garam dengan konsenstrasi garam terlarut yang tinggi (brine water). Setiap 1 Kg air laut biasanya mengandung 35 g zat terlarut meliputi garam anorganik, senyawa organik dari organisme hidup di laut, dan gas terlarut. Padatan dalam air laut biasa disebut sebagai ‘garam’ dan diukur dengan istilah ‘salinity’ atau salinitas. Untuk air laut sendiri memiliki nilai salinitas sekitar 34.000 sampai 37.000 ppm, bandingkan dengan air tawar yang memiliki salinitas kurang dari 1.000 ppm.

Secara garis besar, teknologi untuk desalinasi air laut terbagi menjadi 2 yaitu teknologi termal dan teknologi membran. Tabel berikut adalah proses untuk kedua teknologi tersebut yang banyak digunakan saat ini:

Desalinasi air laut

Selain dari proses teknologi diatas, terdapat pula teknologi destilasi membran (membrane distillation) yaitu proses destilasi yang menggunakan membran sebagai pemisah garam. Pada tulisan berikut, akan dijelaskan secara garis besar mengenai destilasi air laut meliputi teknologi termal dan teknologi membran destilasi, adapun teknologi membran lainnya akan dijelaskan ditulisan terpisah.

1. Multi Stage Flash (MSF) Distillation

Pada proses MSF menggunakan beberapa ruang (stage chamber) destilasi, sehingga disebut “multi stage flash” atau mengalir pada beberapa tingkatan. Teknologi ini sudah mulai digunakan sejak akhir tahun 1950 an. Air laut akan masuk ke ruang pemanas atau ‘brine heater’ melalui pipa yang diatur pada suhu 90 – 120 C dan terjadi pemanasan, pada saat air laut mengalir masuk ke ruang 1 (1st stage) maka dihasilkan uap air (vapour) dan air garam (brine), uap air ini akan terkondensasi akibat adanya pendingin (cooler) yang berasal dari air laut umpan (feed-seawater), kemudian mengalir (flashing) ke pipa produk. Selanjutnya air garam akan mengalir ke ruang 2 (2nd stage) dan terjadi lagi penguapan akan tetapi tekanan dan suhunya lebih kecil dibandingkan ruang 1 dan menghasilkan lebih banyak uap air yang terkondensasi. Air garam pada ruang 2 selanjutnya akan mengalir ke ruang 3 yang memiliki tekanan dan suhu yang lebih rendah dibandingkan ruang 2 agar terjadi pemisahan yang lebih baik lagi. Air terkondensasi akan mengalir keluar sebagai air produk destilasi.

Pada aplikasinya, MSF dapat terdiri atas 4 ruang sampai 40 ruang, yang mana setiap ruang akan diatur suhu dan tekanannya lebih rendah dibandingkan ruang sebelumnya. Secara komersial, kapasitas air produk untuk setiap instalasi alat MSF mulai dari 4.000 sampai 30.000 m3/hari. Teknologi ini banyak dipakai di Timur Tengah karena sumber energi seperti minyak sangat murah dan banyak.

MSF
2. Multiple-Effect Distillation (MED)

Teknologi MED digunakan bersamaan dengan MSF sejak akhir tahun 1950 an dan awal tahun 1960 an. Seperti halnya MSF, pada proses MED ini melibatkan beberapa ruang destilasi dengan istilah ‘effect’. Air laut akan masuk ke ruang 1 (1st effect) melalu pipa dan disemprotkan ke bawah melewati pipa pemanas (steam) bersuhu 70 C, dihasilkan uap air (vapour) yang akan mengalir melalui pipa menuju ruang 2 (2nd effect) berfungsi sebagai pipa pemanas selanjutnya, dan sisa air garam (brine) akan dipompa menuju ruang 2 dan disemprotkan melewati pipa pemanas yang didalamnya terdapat uap air dari ruang 1, kemudian proses ini berulang kembali di ruang 3 (3rd effect). Aplikasinya, bisa terdapat 8 sampai 16 ruang proses destilasi, dimana semakin banyak ruang (effect) semakin tinggi rasio kinerjanya. Kapasitas yang dihasilkan secara komersial sekitar 2,000 sampai 10,000 m3/hari.

MED.gif
3. Vapour Compression (VC) Distillation

Pada proses VC menggunakan kompresor untuk mengkondensasi uap air dalam menyediakan panas (heat) yang dibutuhkan agar terjadinya penguapan air laut. Air laut akan masuk melalui pipa dan masuk ke ruang destilasi (bank distillation), lalu disemprotkan melewati pipa pemanas dan dihasilkan uap air (vapour), selanjutnya uap air akan mengalir melewati kompressor. Kemudian uap air yang terkompresi akan kembali ke ruang destilasi melewati pipa yang membawa panas dan keluar lagi sebagai air produk destilasi. Air laut yang tidak menguap akan tertampung dibawah dan diresirkulasi kembali melalui pipa masuk air laut umpan. Kapasitas produk VC lebih kecil dibandingkan MSF dan MED sekitar 20 sampai 2.000 m3/hari.

vaporcompression
4. Membrane Distillation (MD)

MD adalah proses pemisahan suatu larutan pada perbedaan suhu dan konsentrasi menggunakan membran hidrofobik mikropori (microporous hydrophobic membrane). Perbedaan suhu antar ruang yang terpisah oleh membran menghasilkan perbedaan tekanan uap air, sehingga uap air pada tekanan yang lebih tinggi akan mengalir ke tekanan yang lebih rendah melewati pori-pori membran. Pada proses desalinasi, air laut yang diberi suhu tinggi akan menguap dan uap air (vapour) akan mengalir melewati pori membran hidrofobik dan terkondensasi saat bersentuhan dengan pipa aliran air laut yang dingin, air yang terkondensasi akan mengalir keluar sebagai air produk destilasi.

Teknologi ini baru mulai dipelajari pada tahun 1960 an dan dikembangkan pada skala produksi di tahun 1980 an. Keunggulan MD dibandingkan teknologi lainnya adalah pemisahan sempurna untuk zat terlarut dan non-volatile, membutuhkan tekanan operasional yang lebih rendah dibandingkan proses membran lainnya yang menggunakan tekanan sebagai gaya dorong, jarak penguapan yang lebih rendah dibandingkan proses destilasi lainnya, penggunaan suhu yang rendah (dibawah suhu titik didih air laut), dan penggunaan energi yang kecil sehingga bisa menggunakan sumber energi terbarukan seperti sinar matahari atau geotermal.

membrane distillation.gif

Cikarang, 8 Juni 2016.

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