Diagram material penggunaan kembali/semula (material reuse/recycle diagram)

Metode reuse/recycle pinch diagram dikembangkan untuk diaplikasikan ke segala material yang mengandung kandungan tertentu yang menjadi titik perhatian kita. Metode ini tidak hanya bisa diaplikasikan kepada air, tetapi juga solvent, dan aliran-aliran lainnya yang memiliki kandungan tertentu.

Teknik ini mengakomodir seluruh perubahan laju alir dan menggunakan laju alir masuk dan keluarnya. Laju alirnya biasanya dibatasi oleh memang karena keperluan proses, fouling dan scaling, koefisien perpindahan kalor, rugi aliran (losses), dan sebagainya. Demikian juga dengan konsentrasi pengotornya. Juga dibuat tetap (fixed). Konsentrasi aliran masuk dan keluar dibuat sampai maksimum (maximum inlet and outlet concentration) dengan batasan yang juga kurang lebih sama seperti laju alirnya.

Kita akan gunakan data yang sama seperti di artikel tentang WPA, seperti di bawah.

Gbr 10

Gambar 10. Data laju alir dan konsentrasinya

Di sini kita tidak akan melihat 4 aliran (aliran) dengan konsentrasi inlet dan outlet tertentu. Tetapi 4 aliran sebagai tujuan (atau sink) yang diambil dari aliran inlet. Dan 4 aliran sebagai sumber (atau source) yang diambil dari aliran outlet. Logikanya adalah aliran outlet dari satu unit operasi bisa digunakan kembali/semula ke unit-unit lainnya. Sebagai tambahan lagi, kita akan memerlukan satu aliran yang bersih tanpa material pengotor (fresh), yang akan kita cari nilai minimumnya. Di WPA, nilai ini sudah kita ketahui sebagai 90 ton/hr. Aliran-aliran ini ditampilkan kembali di Gambar 11.

Gbr 11

Gambar 11. Aliran yang telah didefinisikan ulang sebagai tujuan (sink) dan sumber (source)

Masing-masing aliran, baik di sink dan source, kita uruntukan dari yang paling rendah konsentrasinya ke yang paling tinggi. Kita akan meletakkan laju alir di sumbu x, dan massa material (hasil kali konsentrasi dengan laju alir) di sumbu y. Aliran yang paling rendah konsentrasinya digambar terlebih dahulu. Kemudian, laju alir aliran kedua (yang konsentrasinya lebih tinggi) ditambahkan dari aliran pertama, dan massanya juga ditambahkan dari aliran yang pertama. Sehingga jika kita punya 4 aliran dengan 3 konsentrasi yang berbeda, maka kita akan punya 3 garis dengan kemiringan yang berbeda.

Kurva untuk aliran tujuan secara keseluruhan disebut sebagai Kurva Komposit Tujuan (Sink Composite Curve), sementara kurva untuk aliran sumber aliran disebut Kurva Komposit Sumber (Source Composite Curve). Jika aliran yang bersih tanpa material (fresh) nya tidak ada, maka kurva Sink dan Source kita akan terlihat seperti Gambar 12 di bawah.

Gbr 12

Gambar 12. Kurva komposit aliran sumber (source) dan tujuan (sink), di mana aliran yang bersih belum ditambahkan

Untuk mengetahui seberapa banyak aliran bersih yang kita perlukan, kita akan menggeser kurva Source Composite Curve dengan menambahkan laju alir fresh source sehingga kurva Source Compsite Curve selalu memiliki mass load yang lebih rendah atau sama dengan Sink Composite Curve di daerah yang bertindihan. Laju alir aliran bersih yang kita perlukan ini akan membuat kedua kurva bersentuhan di titik yang disebut sebagai titikĀ  pinch material reuse/recycle. Hal ini ditunjukkan di Gambar 13 di bawah.

Gbr 13

Gambar 13. Laju alir minimum air bersih yang didapat dari diagram kurva material reuse/recycle

Laju alir minimum yang diperlukan ini disebut sebagai target untuk aliran air bersihnya, dan nilainya sama seperti contoh sebelumnya, yakni 90 ton/hr. Daerah di mana kurva Source Composite Curve mengalami tumpang-tindih dengan Sink Composite Curve adalah daerah di mana penggunaan kembali atau semula material (reuse/recycle) bisa dilakukan. Dan daerah paling kanan di mana kurva Source Composite Curve tidak memiliki Sink Composite Curve di atasnya adalah pembuangan aliran limbah. Pembagian tiga zona ini merupakan analogi dari kurva komposit panas dan dingin.

Setelah kita mengetahui bagaimana cara untuk menentukan target minimal laju alir yang bersih (atau air bersih di contoh ini), maka kita perlu mengetahui bagaimana mendesain jaringan unit-unit operasi pengguna air ini. Dengan kata lain, bagaimana membuat desain yang dapat mencapai target ini. Hal ini akan dijelaskan di artikel berikutnya.

Leave a Comment