Proses Air Bebas Mineral ( Demineral Water Process )

       Dalam dunia industri petro kimia, penggunaan air bebas mineral (Demineral Water) merupakan kebutuhan pokok, dimana air jenis ini di pergunakan sebagai umpan ke boiler dalam menghasilkan steam sebagai penggerak pompa turbin. 
             Air demin memiliki peranan vital, karena steam dihasilkan melalui proses perubahan fase air menjadi vapour atau uap air. 

Mengapa harus air demin?

Air merupakan salah satu senyawa yang bersifat korosif terhadap unsur logam tertentu, karena air pada alam bebas banyak mengandung mineral-mineral dari yang sedang hingga mineral berat, antara lain seperti Ca, Mg.

Kandungan kalsium dan magnesium yang tinggi dalam air berpengaruh pada nilai kesadahan air dimana kesadahan ini bisa menyebabkan kerak di ketel uap (boiler) dan akhirnya efisien energi akan rendah.

Mineral-mineral tersebut adalah racun yang harus di buang jika air akan di gunakan sebagai umpan boiler untuk menghasilkan steam guna mencegah korosi pada peralatan, sudu-sudu kompresor, dan line-pipa logam.

Air demin dihasilkan dengan membuang mineral tersebut melalui beberapa tahapan. Bahan baku air demin sendiri adalah air suling atau biasa di sebut Filter Water di dunia industry.

Adapun tahapan proses air suling menjadi air demin adalah sebagai berikut :

A.        Adsorpsi Carbon Filter

Fungsi dari Carbon Filter antara lain :

1.      Menghilangkan bau, rasa, dan warna

2.      Menjernihkan air

3.      Membunuh bakteri-bakteri serta mikroba/protozoa

4.      Menyerap H₂S (Sulfida), dan NH₄

Pada Saringan Karbon ( Carbon Filter) air suling mengalami proses penjernihan menggunakan Karbon Aktif. Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak dengan karbon tersebut. Karbon Aktif digunakan untuk menjernihkan air, pemurnian gas, industri minuman, farmasi, katalisator, dan berbagai macam penggunaan lain. Selain di bidang pengolahan air, karbon aktif dapat digunakan di berbagai industri seperti pengolahan/tambang emas dengan berbagai ukuran mesh maupun iondine number. Juga digunakan untuk dinding partisi, penyegar kulkas, vas bunga, dan ornamen meja. Di balik legamnya, barang gosong itu ternyata sangat kaya manfaat. Karbon aktif dapat digunakan sebagai bahan pemucat, penyerap gas, penyerap logam, menghilangkan polutan mikro misalnya zat organic maupun anorganik, detergen, bau, senyawa phenol dan lain sebagainya.

 Pada saringan arang aktif ini terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat - zat yang akan dihilangkan oleh permukaan arang aktif, termasuk CaCo3 yang menyebabkan kesadahan. Apabila seluruh permukaan arang aktif sudah jenuh, atau sudah tidak mampu lagi menyerap maka kualitas air yang disaring sudah tidak baik lagi, sehingga arang aktif harus diganti dengan arang aktif yang baru.

Untuk mengurangi kesadahan (Hardness) pada air dapat digunakan filtrasi (penyaringan) dengan media karbon aktif yang memiliki sifat kimia dan fisika, di antaranya mampu menyerap zat organik maupun anorganik, dapat berlaku sebagai penukar kation, dan sebagai katalis untuk berbagai reaksi. Karbon aktif adalah sejenis adsorbent (penyerap), berwarna hitam, berbentuk granule, bulat, pellet ataupun bubuk. Jenis karbon aktif tempurung kelapa ini sering digunakan dalam proses penyerap rasa dan bau dari air, dan juga penghilang senyawa-senyawa organik dalam air.

Air sadah adalah air yang mengandung ion Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg). Ion-ion ini terdapat dalam air dalam bentuk sulfat, klorida, dan hidrogenkarbonat

Proses yang terjadi, Air masuk melalui celah bagian atas dari sebuah Vessel berisi karbon aktif dengan tekanan tertentu dari pompa membuat air masuk kedalam vessel dengan cepat sehingga air suling kontak dengan permukaan karbon aktif. Terjadi proses penyerapan mineral dalam air tersebut selama melalui celah atas menuju celah bawah Vessel menuju Cation Exchanger.. Adapun Mineral yang dihilangkan dalam proses ini antara lain : Ca, Mg, Al, Na.

Karbon Aktif yang sudah jenuh akan mengurangi daya serap mineral, sehingga berakibat lolos nya mineral-mineral tersebut pada proses selanjutnya. Hal ini bisa di atasi dengan cara mengganti karbon aktif jenuh dengan yang baru, namun tentu hal ini tidak ekonomis menimbang harga karbon aktif ini relative mahal. Proses Regenerasi karbon aktif dapat menjadi pilihan bijak. Regenerasi pada karbon filter dan peralatan lainnya akan kita bahas pada artikel lain .

B.        Adsorpsi Cation Exchanger ( Penukar ion positif dengan ion H⁺ )

Pada Cation Exchanger, ion-ion positif / ion berat akan diserap dengan bantuan Resin Cation Exchanger. Ion-ion yang akan di hilangakan pada proses ini antara lain ; kapur (CaCO3), Magnesium (Mg), Calsium (Ca) . Resin kation biasa digunakan untuk softener (pelembut) terhadap air dengan tingkat kesadahan tinggi (total hardness). Air dengan kesadahan tinggi akan menyebabkan fungsi air untuk proses pencucian atau pembersihan menjadi terganggu.

C.        Adsorpsi Anion Exchanger

Air keluaran Cation Exchanger selanjutkan akan melalui Anion Exchanger guna menukar ion Negatif  OH-

Yang perlu diperhatikan dalam penggunaan resin adalah tingkat kejenuhannya. Karakter utama dari resin adalah cepat sekali terjadi kejenuhan dalam hitungan hari atau minggu tergantung dari tingkat kesadahan air bakunya. Nah jika resin tersebut sudah jenuh maka perlu dilakukan regenerasi menggunakan larutan HCl encer (33%) untuk resin kation yang difungsikan sebagai kation exchanger (menukar semua kation dengan ion H+) atau menggunakan larutan H2SO4 encer jika resin kation difungsikan sebagai softener yang hanya menukar ion Ca dan Mg dengan ion Na+.

D.        Adsorpsi Mix bed Exchanger

Mix bed Exchanger merupan gabungan antara Cation Exchanger dan Anion Exchanger dalam satu vessel yang terdiri dari dua tingkat, yaitu Cation Exchanger pada tingkat atas dan Anion Exchanger pada tingkat bawah.

Bersama- sama dengan resin kation  dan resin anion dalam mix bed exchanger untuk menghasilkan air dengan tingkat mineral sangat minim yang selanjutnya disebut dengan Air Demin.

Catatan, pada beberapa pabrik dalam industry petrokimia, ada kriteria sehingga air demin bisa di pakai atau sesuai standard, yaitu nilai Conductivity < 25 PPM (part per million), dan nilai kandungan Silica (SiO₂) < 0.5 PPM.

Referensi :  http://www.purewatercare.com/karbon_filter.php?id=karbon_filter

       http://kegunaankarbonaktif.blogspot.com/

       http://www.purewatercare.com/resin_kation.php