ASPEK LINGKUNGAN DARI PROSES PENGHAMPAAN RINGKASAN Banyak langkah pekerjaan di laboratorium menggunakan penghampaan. Untuk penghampaan biasa, suatu pompa vakum water-jet pada satu sisi dan pompa vakum (pompa minyak dan membran) pada sisi yang lain dapat dipergunakan. Pemvakuman akan digunakan jika memang hal itu diperlukan karena alasan konsumsi bahan dan energi dan menghasilkan polusi. Jika pemvakuman harus dilakukan, penggunaan pompa vakum air jet sudah tidak lagi digunakan. Hal ini akan lebih tepat dengan menggunakan pompa vakum biasa jika secara teknis memungkinkan untuk dilakukan di tempat. Pompa dengan kecepatan yang dapat diatur harus dipilih dari berbagai pertimbangan pompa vakum yang ada.
POLUSI LINGKUNGAN DARI PERALATAN VAKUM Penggunaan pemvakuman merupakan suatu bagian yang tak terelakan pada beberapa langkah kerja di laboratorium. Lingkup aplikasi nya seperti destilasi dan sublimasi dengan pengurangan tekanan, termasuk juga pada proses pengeringan dan filtrasi. Pada bidang di laboratorium, langkah pemvakuman dapat dilaksanan dengan menggunakan pompa vakum air jet atau oli jet dan pompa membran. Sebagaimana telah diterangkan dengan penggunaan energi, maka dapat ditunjukkan bahwa proses pemvakuman menghasilkan suatu polusi yang mengkhawatirkan atau lebih tinggi jika dibandingkan dengan konversi nyata karena energi yang dibutuhkan.
Gambar 1: Contoh pompa jet air
Gambar 2: Contoh pompa vakum
Metode pemvakuman yang mana yang sering digunakan dari sisi pandangan ekologi yang tidak dapat dan tidak boleh dipilih pada tulisan ini. Suatu kesimpulan yang valid untuk menjawab pertanyaan tersebut hanya dapat dibuat dengan sistem analisis yang berbeda dan proses evaluasi dengan bantuan metoda evaluasi yang menyeluruh. Walaupun pengujian yang detail adalah tidak dapat diijinkan untuk penyataan yang dapat digantungkan pada metoda yang sering digunakan dari pemvakuman dapat diestimasikan pada pertimbangan jenis dan ukuran efek lingkungan yang berbeda. Untuk kajian estimasi beberapa perlatan laboratorium untuk pemvakuman ini dianalisis dengan memperhatikan konsumsi material dan energi dan data konsumsi energi ini kemudian dievaluasi.
1
APLIKASI POMPA VAKUM AIR JET Pada pompa vakum air jet, tekanan dihasilkan melalui sambungan penyearah. Katup arus balik mengkonversi energi statis menjadi energi kinetik dengan jalan meningkatkan kecepatan dari arus angkat. Dibalik katup ini akan ada ruang dengan tekanan lebih rendah.
Gambar 3. Prinsip fungsi dari pompa vakum air jet
Karena tekanan uap air yang digunakan pada pompa vakum air jet terbatas untuk mengerjakan kebutuhan pemvakuman dengan kualitas yang rendah (>16hPa). Ketidak untungan lain dari pompa vakum air jet ini adalah bahwa senyawa tersisa volatil (solven) terbawa pada tempat pembuangan pada praktek di laboratorium. Unjuk kerja penghisapan dari pompa vakum air jet ini juga lebih rendah dibandingkan dengan pompa vakum. Sisi positifnya adalah dengan menggunakan pompa vakum air jet ini dapat dibandingkan dari sisi biaya pembelian yang rendah dan tidak jarang secara ekologis menghasilkan peralatan ini. Untuk memberikan pernyataan tentang polusi yang disebabkan karena penggunaan pompa vakum air jet ini ini beberapa peralatan yang berbeda lain perlu dianalisis. Konsumsi energi rata-rata yang dihasilkan dari air minum perlu ditentukan pada survey.
KONSUMSI AIR PADA PERALATAN VAKUM Untuk penilaian konsumsi air pada pompa vakum air jet dari peralatan vakum untuk tiga pompa air jet produksi industri yang berbeda dibandingkan. Berikut struktur eksperimen (gambar 4) yang digunakan untuk keperluan ini:
2
Gambar 4: Konstruksi pengukuran konsumsi air dari pompa air jet 1. Sisi penghisap katup tekanan, 2. sisi air katup tekanan, 3 pompa vakum air jet, 4 katup kontrol Analisis dari pompa vakum air jet mencapai batas depresiasi maksimum setelah beberapa menit. Tekanan garis bahan bakar sebesar 4,8 telah mencapai konstan selama pengukuran berlangsung. Tabel 1 menunjukkan konsumsi air yang diukur pada pompa air jet yang berbeda. Tabel 1: Konsumsi air dari pompa air jet
Awal pemvakuman Pemvakuman setelah 20 menit Konsumsi air
Bahan sintesis 40 26 8,74
pompa vakum air jet Gelas 1 Gelas 2 40 40 36 34 6,95 6,57
hPa hPa l/men
Seperti telah diterangkan sebelumnya bahawa benar tidak dibutuhkan tenaga listrik yang digunakan untuk menjalankan pemvakuman dari pompa air jet tetapi untuk produksi dan suplay air minum.
POMPA VAKUM AIR JET – KONSUMSI ENERGI PADA RANTAI AWAL Energi digunakan untuk menghasilkan dan mengolah air minum sebagai contoh pada pompa yang digunakan secara langsung pada peralatan vakum pada pompa vakum air jet. Lebih lanjut aliran energi dan material ini digunakan untuk pengolahan produk yang dibutuhkan pada pemrosesan air minum juga harus diperhitungkan. Pengolahan khlorin dan pencegahan korosi dari senyawa untuk pengawetan jaringan penyuplay juga harus diperhitungkan. Tabel 2 memuat data tentang konsumsi energi dan material untuk pengolahan air minum dari beberapa produsen air yang berlainan. Tabel 2. Konsumsi energi dan material untuk pengolahan air minum Kerja air
1 2 3 4 5
Jumlah produksi air 3 minum (m ) 2655000 6852136 9813655 10970963 1236547
Energi listrik 3 (kWh/m )
3
3
Khlorin (g/m )
NaOCl (g/m )
0,29 0,23 0,12 0,06 0,00
0,72 0,31 0,00 0,97 0,40
1,28 0,94 0,35 0,21 0,66 3
Pencegahan 3 korosi (g/m ) 6,48 0,68 0,00 1,45 0,00
Secara rata-rata energi sekitar 670 Wh(1 Wh = 3,6kJ) per m3 air minum dibutuhkan dari data informasi tersebut. Hal ini berarti konsumsi enrgi sekitar 5 Wh/menit menyumbang polusi tambahan akibat konsumsi air rata-rata dari pompa vakum air jet sekitar 7 L/menit. Setelah konsumsi material dan energi dari pompa vakum air jet yang berbeda dibandingkan maka penggunaan pompa vakum dianalisis dengan menggunakan uraian berikut.
PENGGUNAAN POMPA VAKUM Pompa vakum bekerja dengan listrik dapat digunakan sebagai alternatif penggunaan pompa vakum air jet. Ketidakuntungan secara umum adalah harga peralatan yang tinggi jika dibandingkan dengan pompa vakum air jet. Kerugian lebih lanjut sebagai contoh adalah kenaikan limbah minyak dan pompa minyak atau kebutuhan untuk instalasi penjebak dingin untuk pendinginan dan berakibat tercampur dengan bahan buangan. Untuk membandingkan pompa air jet dan pompa vakum, maka pompa yang berbeda dibandingkan terkait dengan konsumsi energi dari masing-masing pompa.
Pompa vakum Vacuubrand merk MZ 2C/1,7 Model pompa Vacuubrand merk MZ 2C/1,7 (daya hisap 2,4 m3/jam; tekanan akhir < 15hPa) adalah pompa membran klasik.
Gambar 5: Struktur untuk pengukuran konsumsi energi – pompa membran. 1. pengukuran energi, 2. setting tekanan/kontrol, 3. pompa membran
4
Consumption (Wh/min)
Vacuubrand Modell MZ 2C/1,7 Experiment no.
1013 hPa
60 hPa
1
3,08
2,58
2
3,10
2,52
3
3,06
2,61
4
3,07
2,53
5
3,04
2,51
6
3,07
2,63
7
3,03
2,56
8
3,04
2,60
Tabel 3 Konsumsi energi pompa vakum Vacuubrand merk MZ 2C/1,7 Pada muatan gas yang penuh, pompa menunjukkan konsumsi sekitar 3,1 Wh/menit, tanpa muatan gas menunjukkan konsumsi sekitar 2,6 Wh/menit pada tekanan maksimum 60hPa (Tabel3). Konsumsi energi dengan dan tanpa muatan gas ini dikaitkan dengan pendekatan yang sama. Hal ini menyatakan mengapa konsumsi energi rata-rata adalah 2,8 Wh/menit dinyatakan dari pompa berturutan terhadap gas yang dikandung.
Pompa minyak Leybold/Heraeus Model trivacD2A Analisis putaran dari pompa vakum Leybold/Heraeus Model trivacD2A (daya hisap 2,0 m3/jam) menunjukkan pendekatan konsumsi energi yang hampir sama untuk seluruh tekanan pengujian. Harga tersebut adalah 5,4 Wh/menit secara rata-rata (tabel 4).
Gambar 6: Struktur untuk pengukuran konsumsi energi – pompa vakum rotary. 1. pengukuran energi, 2. setting tekanan/kontrol, 3. pompa rotary, 4. katup tiga arah
5
Consumption (Wh/min)
Oil pump Leybold/Heraeus Modell trivac D2A Experiment no.
1010 hPa
600 hPa
200 hPa
1 hPa
1
5,28
5,36
5,52
5,52
2
5,12
5,36
5,50
5,55
3
5,28
5,35
5,52
5,60
4
5,24
5,34
5,51
5,69
5
5,23
5,35
5,53
5,53
6
5,26
5,54
5,48
5,73
7
5,24
5,16
5,51
5,59
8
5,25
5,34
5,52
5,60
Table 4: Konsumsi energi pompa vakum Leybold/Heraeus Model trivacD2A
Pompa vacuubrand tegak model CVC 2000 Pompa ini ((daya hisap 1,6 m3/jam; tekanan akhir < 2 hPa) adalah pompa vakum dengan kecepatan terkontrol, yang berarti pemvakuman tidak terkait karena suatu ventilasi biasa tetapi diatur dengan penambahan jumlah putaran per menit.
Gambar 7: Struktur untuk pengukuran konsumsi energi – pompa tegak. 1. pengukuran energi, 2. setting tekanan/kontrol, 3. pompa membran Pengukuran menghasilkan konsumsi rata-rata 0,94 Wh/menit pada gas terkandung maksimum. Pengukuran pada tekanan lebih rendah sedikit representatif karena pompa berhenti dengan sendirinya setelah mencapai target yang telah ditentukan. Dengan demikian diasumsikan bahwa konsumsi energi yang digunakan untuk pengoperasian di atas disajikan pada tabel 5, tetapi di bawah konsumsi muatan gas maksimum.
6
Consumption (Wh/min)
Speed controlled vacuum pump Vakuubrand "CVC 2000" Experiment no. 1010 hPa 600 hPa 200 hPa 3 hPa 1 0,65 0,15 0,23 0,18 2 0,96 0,12 0,11 0,16 3 0,95 0,12 0,12 0,19 4 0,94 0,12 0,12 0,18 5 0,93 0,13 0,11 0,19 6 0,93 0,12 0,12 0,17 7 0,94 0,12 0,11 0,19 8 0,92 0,13 0,12 0,18
Tabel 5: Konsumsi energi pompa vakum vacuubrand tegak model CVC 2000
KESIMPULAN Mirip dengan operasi pemanasan (lihat bagian tersebut), penggunaan pemvakuman juga memberikan efek yang segera pada konsumsi material dan energi untuk suatu sintesis dan dengan demikian berpengaruh terhadap risiko polusi. Karna fakta bahwa proses pemvakuman jarang menempati bagian terbesar pada konsumsi energi total dari suatu reaksi, pemvakuman harus diperhitungkan jika metoda pemisahan laintidak menghasilkan efek yang diharapkan. Konsumsi air yang tinggi dan konsumsi energi yang analog dibandingkan untuk pompa vakum menghasilkan total polusi yang tinggi pada pompa air jet. Dengan demikian pompa vakum harus dipertimbangkan daripada pompa air jet sebagai peralatan pemvakuman dari titik pandang ekologi. Selama terdapat jumlah pompa vakum tersedia dalam jumlah mencukupi maka pilihan ini harus diambil dari titik pandang ekologi yang dapat mengubah unjuk kerja penghisapan dengan pengaturan kecepatan.
7
