Air Dan Fungsinya Sebagai Sistem Pendingin Pada Industri

Mengapa Air digunakan dalam system pendingin?

Fungsi air digunakan untuk pendingin pada Heat Exchanger, karena air adalah molekul unik dengan sifat dasar yang membuatnya ideal untuk aplikasi air pendingin. Misalnya, aman, mudah ditangani, banyak tersedia, dan murah. Jumlahnya yang banyak dan dapat dijumpai di sebagian besar kawasan industri di dunia. Air merupakan media perpindahan panas yang lebih efisien daripada bahan lainnya, terutama dibanding udara.

Air sering disebut sebagai pelarut universal, Air bisa melarutkan banyak zat, termasuk gas seperti oksigen dan karbon dioksida. Zat terlarut ini dapat menyebabkan efek samping yang tidak diinginkan untuk aplikasi industri. Akibatnya, air dapat menyebabkan korosi logam yang digunakan dalam sistem pendingin. Air merupakan komponen penting dalam sistem pendingin, ion terlarut di dalamnya dapat melebihi kelarutan beberapa mineral dan skala bentuk. Kandungan oksigen dan senyawa terlarut lainnya dalam air juga bisa mendorong pertumbuhan bakteri yang bisa merusak permukaan sistem. Masalah ini memerlukan perawatan dan pengendalian yang tepat untuk menjaga sistem air pendingin sesuai dengan yang diinginkan.

Peran air yang sangat penting dalam sistem air pendingin merupakan bagian integral dari proses operasi di banyak industri. Untuk produktivitas yang berkelanjutan, maka sistem ini memerlukan perawatan kimia dan perawatan preventif yang tepat. pada air (kontrol air secara berkala).

Mengapa Pencegahan dan Pengendalian Penting karena pada Operasi sistem pendingin 

secara langsung dapat mempengaruhi keandalan, efisiensi, dan biaya setiap proses industri, 

kelembagaan, atau kekuatan. Pemantauan dan pemeliharaan pengendalian korosi, pengendapan,

 pertumbuhan mikroba, dan operasi sistem, memberikan Total Cost of Operation (TCO) 

optimal. 

Pemantauan merupakan bagian integral dari program pengolahan air industri. Ini digunakan untuk menentukan efektivitas pengobatan dan untuk menetapkan tingkat pengobatan optimal yang paling hemat biaya, sehubungan dengan penggunaan energi, air dan kimia.

Tujuan pemantauan korosi adalah untuk menilai atau memprediksi perilaku korosi pada sistem. Pada dasarnya, ada dua tujuan untuk pemantauan:

1. Mendapatkan informasi mengenai kondisi peralatan operasional

2. Untuk menghubungkan informasi ini dengan variabel operasi (yaitu pH, suhu, kualitas air, perlakuan kimia).

Memenuhi tujuan ini akan memberikan hasil sebagai berikut:

• Meningkatnya umur dari pabrik

• Peningkatan kualitas produk pabrik

• Prediksi kebutuhan perawatan di pabrik

• Mengurangi biaya operasi pabrik

Apa yang Terlibat dalam Proses Pendinginan? Pendinginan melibatkan transfer panas dari satu zat ke zat lainnya. Zat yang kehilangan panas dikatakan didinginkan, dan zat yang menerima panas disebut sebagai pendingin. Semua sistem pendingin mengandalkan proses memberi dan menerima panas, dengan air menjadi pendingin yang paling populer.

Mengapa Air Digunakan untuk Pendingin? Beberapa faktor membuat air menjadi pendingin yang sangat baik:

• Biasanya banyak, mudah didapat, dan murah

• Mudah ditangani dan aman digunakan

• Dapat membawa sejumlah besar panas per satuan volume, terutama dibandingkan dengan udara

• Tidak meluas atau terkompres secara signifikan dalam rentang suhu yang biasanya dijumpai

• Tidak membusuk

Sumber Air Pendingin utama adalah Air tawar. Air tawar ini bisa berupa air permukaan (sungai, danau, waduk)

 atau air tanah (dangkal atau perairan dalam). Secara umum, persediaan air tanah lebih konsisten dalam komposisi,

suhu, dan mengandung lebih sedikit bahan yang tersuspensi daripada persediaan air permukaan, yang secara 

langsung dipengaruhi oleh curah hujan, erosi, dan kondisi lingkungan lainnya. 

Sumber air tanah sering mengandung zat besi atau mangan terlarut yang dapat menyebabkan fouling pada 

sistem pendingin jika tidak dikeluarkan. Ini jauh lebih jarang terjadi pada air permukaan.

Sedangkan air laut dan air limbah jarang digunakan untuk sistem pendingin, karena pertimbangan lingkungan, 

biaya air, dan ketersediaan air. Namun di beberapa tempat, untuk menyiram tanaman sekarang menggunakan 

air limbah. Pengolahan air limbah sebagai sumber air pendingin perlu memperhatikan disain dan perawatan 

sistem pendingin sehingga kinerja sistem pendingin tsb handal dan mempunyai umur yang panjang.

Mengapa Properti Kimia Air Penting dalam Sistem Air Pendingin Sifat kimia air utama ini memiliki dampak langsung pada empat masalah utama sistem air pendingin; 

1.     korosi,

2.     scale, 

3.     fouling, dan 

4.     kontaminasi mikroba. 

Sifat ini juga mempengaruhi program perawatan yang dirancang untuk mengendalikan masalah. Ada beberapa program pengolahan air pendingin ; Seperti :

·         Konduktivitas - Program pengolahan air pendingin akan berfungsi dalam kisaran konduktivitas tertentu. Rentang ini akan tergantung pada desain, karakteristik, dan jenis program air pendingin tertentu.

·         pH - Pengendalian pH sangat penting untuk sebagian besar program pengolahan air pendingin. Secara umum, tingkat korosi logam meningkat bila pH di bawah rentang yang direkomendasikan. Pembentukan scale mungkin dimulai atau meningkat bila pH di atas kisaran yang disarankan. Efektivitas banyak bioside bergantung pada pH; Oleh karena itu, pH tinggi atau rendah memungkinkan pertumbuhan dan perkembangan masalah mikroba.

·         Alkalinitas - Alkalinitas dan pH terkait karena kenaikan pH menunjukkan peningkatan alkalinitas dan sebaliknya. Seperti pH, alkalinitas di bawah kisaran yang disarankan akan meningkatkan kemungkinan korosi; alkalinitas di atas rentang yang disarankan meningkatkan peluang pembentukan skala. Bila ada masalah korosi dan skala, pengotoran juga akan menjadi masalah.

·         Kekerasan - Tingkat kekerasan biasanya dikaitkan dengan kecenderungan air pendingin untuk membentuk skala. Program kimia yang dirancang untuk mencegah skala hanya dapat berfungsi bila tingkat kekerasan tetap berada dalam kisaran yang ditentukan. Beberapa program pengendalian korosi memerlukan tingkat kekerasan tertentu agar berfungsi dengan benar sebagai inhibitor korosi, jadi penting untuk memastikan tingkat kekerasan tidak terlalu rendah dalam program ini.

Jenis dan sistem Pendingin Air

Jenis dan Sistem Pendingin Air Sebenarnya hanya ada tiga desain dasar:

1. Membuka sistem sirkulasi 

2. Sistem sekali-sekali

3. Sistem sirkulasi tertutup

Bagaimana Tiga Sistem ini Berbeda? 

Sistem resirkulasi terbuka adalah desain pendinginan industri yang paling banyak digunakan.

Sistem ini terdiri dari pompa, penukar panas, dan menara pendingin. Pompa menjaga sirkulasi 

air melalui alat penukar panas. Ini mengambil panas dan memindahkannya ke kaleng pendingin

dimana panas dilepaskan dari air melalui penguapan. Karena penguapan, air dalam sistem sirkulasi 

terbuka mengalami perubahan dalam kimia dasarnya. Padatan terlarut dan tersuspensi di 

dalam air menjadi lebih terkonsentrasi.

Dalam sistem sekali-melalui, air pendingin hanya melewati peralatan pertukaran panas satu kali. 

Kandungan mineral air pendingin tetap tidak berubah saat melewati sistem. Karena volume air 

pendingin yang besar digunakan, sistem ini jarang digunakan daripada sistem sirkulasi. Variasi 

suhu musiman air yang masuk bisa menimbulkan masalah operasional. 

Pencemaran suhu danau dan sungai oleh pelepasan sistem adalah masalah lingkungan.

Sistem sirkulasi tertutup menggunakan air pendingin yang sama berulang kali dalam siklus 

kontinyu. Pertama, air menyerap panas dari cairan proses, dan kemudian melepaskannya ke 

penukar panas lainnya. Dalam sistem ini, menara pendingin evaporatif tidak disertakan. 

Sering digunakan untuk aplikasi pendinginan kritis atau bila suhu air di bawah ambien diperlukan, 

seperti pada sistem air dingin.

Dalam sistem sirkulasi terbuka, lebih banyak bahan kimia harus ada karena komposisi air berubah secara signifikan melalui penguapan. Konstituen korosif dan penskalaan terkonsentrasi. Namun, bahan kimia perawatan juga berkonsentrasi dengan penguapan; Oleh karena itu, setelah dosis awal, hanya dosis sedang yang akan mempertahankan tingkat perawatan yang lebih tinggi yang diperlukan untuk sistem ini.

Dalam sistem sekali pakai, proteksi dapat diperoleh dengan jumlah bagian per juta perawatan yang relatif sedikit, karena air tidak berubah secara signifikan dalam komposisi saat melewati peralatan. Pengobatan bisa jadi menantang karena dosis pengobatan yang kecil pun bisa jadi sejumlah besar bahan kimia karena banyaknya volume air yang digunakan.

Dalam sistem sirkulasi tertutup, komposisi air tetap konstan. Idealnya, sangat sedikit kehilangan air atau bahan kimia perawatan. Air yang dilembutkan atau didemineralisasi dan dosis pengobatan tinggi dapat digunakan tanpa dampak biaya yang signifikan, karena sistem ideal diisi sekali dan air minimal hilang dari sistem.

Masalah di Air Pendingin

Empat masalah berikut biasanya terkait dengan sistem air pendingin : 

1. KOROSI, Pembuatan logam biasa yang digunakan dalam sistem pendingin, seperti baja ringan, melibatkan pembuangan oksigen dari bijih alami. Sistem air pendingin adalah lingkungan ideal untuk mengembalikan logam ke keadaan oksida asli. Proses pembalikan ini disebut korosi.

2. SCALE, Mineral seperti kalsium karbonat, kalsium fosfat, dan magnesium silikat relatif tidak larut dalam air dan dapat mengendap keluar dari air untuk membentuk timbunan timbangan saat terkena kondisi yang biasa ditemukan pada sistem air pendingin.

3. FOULING, Endapan bahan tersuspensi pada peralatan pertukaran panas disebut fouling. Foulants bisa berasal dari sumber luar seperti debu di sekitar menara pendingin atau sumber internal seperti produk sampingan dari korosi.

4. KONTAMINASI BIOLOGI, Sistem air pendingin menyediakan lingkungan ideal untuk organisme mikroba untuk tumbuh, berkembang biak, dan menyebabkan masalah deposit pada peralatan pertukaran panas. Pertumbuhan mikroba sangat kuat mempengaruhi korosi, fouling, dan pembentukan skala, jika tidak terkontrol dengan baik.

Macrofouling dapat terjadi dalam sistem pendingin sekali atau melalui melalui air melalui air danau dan sungai. Berbagai jenis kerang, kerang, dan organisme laut lainnya dapat menempel pada perpipaan, mengurangi aliran air dan meningkatkan korosi.

Scale deposit dan produk korosi pada permukaan tabung :

• Mengurangi efisiensi perpindahan panas, meningkatkan biaya energi, dan mengurangi umur peralatan.

• Kemungkinan pengurangan hasil produk atau bahkan penutupan pabrik

• Masalah kualitas produk dan peningkatan pengerjaan ulang produk

• Masalah kepatuhan lingkungan

• Meningkatnya emisi gas rumah kaca akibat penggunaan energi yang lebih tinggi

Pemilihan sistem dan metodologi pengendalian sistem yang tepat sangat penting untuk memaksimalkan nilai sistem pendingin pada pengoperasian fasilitas apapun. Manajemen sistem yang tepat untuk mengendalikan tekanan sistem pendingin akan mengoptimalkan TCO.

Solusi Di Air Pendingin

Apa Efek dari Masalah Ini? Jika tidak dikendalikan dengan baik, masalah ini bisa berdampak langsung dan negatif terhadap keseluruhan keseluruhan proses atau operasi. Contoh masalah yang dapat menyebabkan korosi, deposisi, dan biakan biologis adalah sebagai berikut:

• Meningkatnya biaya perawatan

• Biaya perbaikan atau penggantian peralatan

• Lebih sering shutdown untuk pembersihan dan penggantian komponen sistem

• Mengurangi efisiensi perpindahan panas dan karena itu mengurangi efisiensi energi dari proses yang didinginkan

• Meningkatnya biaya bahan bakar untuk pembangkit listrik

• Meningkatnya konsumsi energi oleh pendingin pendingin

Sumber : Nalco

*Ilmu tanpa amal, bagaikan pohon tanpa Buah.. maka berbagilah.. 😊