Cooling Water

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori

Definisi Menara Pendingin (Cooling tower)

Menara pendingin merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannya ke atmosfir. Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir. Sebagai akibatnya, air yang tersisa didinginkan secara signifikan (Gambar II.1). Menara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih dari peralatan-peralatan yang hanya menggunakan udara untuk membuang panas, seperti radiator dalam mobil, dan oleh karena itu biayanya lebih efektif dan efisien energinya (UNEP, 2006).

Komponen Cooling Tower

Komponen dasar sebuah menara pendingin meliputi rangka dan wadah, bahan pengisi, kolam air dingin, eliminator aliran, saluran masuk udara, louvers, nosel dan fan. Kesemuanya dijelaskan dibawah

1. Rangka dan wadah. Hampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang tutup luar (wadah/casing), motor, fan, dan komponen lainnya. Dengan rancangan yang lebih kecil, seperti unit fiber glass, wadahnya dapat menjadi rangka.
2. Bahan Pengisi. Hampir seluruh menara menggunakan bahan pengisi (terbuat dari plastic atau kayu) untuk memfasilitasi perpindahan panas dengan memaksimalkan kontak udara dan air. Terdapat dua jenis bahan pengisi:

-          Bahan pengisi berbentuk percikan/Splash fill: air jatuh diatas lapisan yang berurut dari batang pemercik horisontal, secara terus menerus pecah menjadi tetesan yang lebih kecil, sambil membasahi permukaan bahan pengisi. Bahan pengisi percikan dari plastic memberikan perpindahan panas yang lebih baik daripada bahan pengisi percikan dari kayu.

-          Bahan pengisi berbentuk film: terdiri dari permukaan plastik tipis dengan jarak yang berdekatan dimana diatasnya terdapat semprotan air, membentuk lapisan film yang tipis dan melakukan kontak dengan udara. Permukaannya dapat berbentuk datar, bergelombang, berlekuk, atau pola lainnya. Jenis bahan pengisi film lebih efisien dan memberi perpindahan panas yang sama dalam volume yang lebih kecil daripada bahan pengisi jenis splash.

3. Kolam air dingin. Kolam air dingin terletak pada atau dekat bagian bawah menara, dan menerima air dingin yang mengalir turun melalui menara dan bahan pengisi. Kolam biasanya memiliki sebuah lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air dingin. Dalam beberapa desain, kolam air dingin berada dibagian bawah seluruh bahan pengisi. Pada beberapa desain aliran yang berlawanan arah pada forced draft, air di bagian bawah bahan pengisi disalurkan ke bak yang berbentuk lingkaran yang berfungsi sebagai kolam air dingin. Sudu-sudu fan dipasang dibawah bahan pengisi untuk meniup udara naik melalui menara. Dengan desain ini, menara dipasang pada landasannya, memberikan kemudahan akses bagi fan dan motornya.
4. Drift eliminators. Alat ini menangkap tetes-tetes air yang terjebak dalam aliran udara supaya tidak hilang ke atmosfir.
5. Saluran udara masuk. Ini merupakan titik masuk bagi udara menuju menara. Saluran masuk bisa berada pada seluruh sisi menara (desain aliran melintang) atau berada dibagian bawah menara (desain aliran berlawanan arah).
6. Louvers. Pada umumnya, menara dengan aliran silang memiliki saluran masuk louvers. Kegunaan louvers adalah untuk menyamakan aliran udara ke bahan pengisi dan menahan air dalam menara. Beberapa desain menara aliran berlawanan arah tidak memerlukan louver.
7. Nosel. Alat ini menyemprotkan air untuk membasahi bahan pengisi. Distribusi air yang seragam pada puncak bahan pengisi adalah penting untuk mendapatkan pembasahan yang benar dari seluruh permukaan bahan pengisi. Nosel dapat dipasang dan menyemprot dengan pola bundar atau segi empat, atau dapat menjadi bagian dari rakitan yang berputar seperti pada menara dengan beberapa potongan lintang yang memutar.
8. Fan. Fan aksial (jenis baling-baling) dan sentrifugal keduanya digunakan dalam menara. Umumnya fan dengan baling-baling/propeller digunakan pada menara induced draft dan baik fan propeller dan sentrifugal dua-duanya ditemukan dalam menara forced draft. Tergantung pada ukurannya, jenis fan propeller yang digunakan sudah dipasang tetap atau dengan dapat dirubah-rubah/ diatur. Sebuah fan dengan baling-baling yang dapat diatur tidak secara otomatis dapat digunakan diatas range yang cukup luas sebab fan dapat disesuaikan untuk mengirim aliran udara yang dikehendaki pada pemakaian tenaga terendah. Baling-baling yang dapat diatur secara otomatis dapat beragam aliran udaranya dalam rangka merespon perubahan kondisi beban.

Fungsi Menara Pendingin

Semua mesin pendingin yang bekerja akan melepaskan kalor melalui kondensor, refrijeran akan melepas kalornya kepada air pendingin sehingga air menjadi panas. Selanjutnya air panas ini akan dipompakan ke menara pendingin. Menara pendingin secara garis besar berfungsi untuk menyerap kalor dari air tersebut dan menyediakan sejumlah air yang relatif sejuk (dingin) untuk dipergunakan kembali di suatu instalasi pendingin atau dengan kata lain menara pendingin berfungsi untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannya ke atmosfer (Napitupulu, 2009).

Gambar II.1. Diagram skematik sistim menara pendingin

Prinsip Kerja Menara Pendingin

Prinsip kerja menara pendingin berdasarkan pada pelepasan kalor dan perpindahan kalor. Dalam menara pendingin, perpindahan kalor berlangsung dari air ke udara. Menara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang ke atmosfir. Sehingga air yang tersisa didinginkan secara signifikan.

Gambar II.2 skema menara pendingin

Prinsip kerja menara pendingin dapat dilihat pada gambar di atas. Air dari bak/basin dipompa menuju heater untuk dipanaskan dan dialirkan ke menara pendingin. Air panas yang keluar tersebut secara langsung melakukan kontak dengan udara sekitar yang bergerak secara paksa karena pengaruh fan atau blower yang terpasang pada bagian atas menara pendingin, lalu mengalir jatuh ke bahan pengisi (Napitupulu, 2009).

Sistem ini sangat efektif dalam proses pendinginan air karena suhu kondensasinya sangat rendah mendekati suhu wet-bulb udara. Air yang sudah mengalami penurunan suhu ditampung ke dalam bak/basin. Pada menara pendingin juga dipasang katup make up water untuk menambah kapasitas air pendingin jika terjadi kehilangan air ketika proses evaporative cooling tersebut sedang berlangsung (Napitupulu, 2009).

Beberapa Jenis Menara Pendingin

Bagian ini menjelaskan dua jenis utama menara pendingin: menara pendingin jenis natural draft dan jenis mechanical draft.

1.      Menara pendingin jenis natural draft

Menara pendingin jenis natural draft atau hiperbola menggunakan perbedaan suhu Antara udara ambien dan udara yang lebih panas dibagian dalam menara. Begitu udara panas mengalir ke atas melalui menara (sebab udara panas akan naik), udara segar yang dingin disalurkan ke menara melalui saluran udara masuk di bagian bawah. Tidak diperlukan fan dan disana hampir tidak ada sirkulasi udara panas yang dapat mempengaruhi kinerja. Kontruksi beton banyak digunakan untuk dinding menara dengan ketinggian hingga mencapai 200 m. Menara pendingin tersebut kebanyakan hanya digunakan untuk jumlah panas yang besar sebab struktur beton yang besar cukup mahal (UNEP, 2006).

Gambar II.3 Menara pendingin natural draft aliran melintang dan aliran berlawanan arah

Terdapat dua jenis utama menara natural draft:

-          Menara aliran melintang (Gambar II.3): udara dialirkan melintasi air yang jatuh dan bahan pengisi berada diluar menara.

-          Menara dengan aliran yang berlawanan arah (Gambar II.3): udara dihisap melalui air yang jatuh dan oleh karena itu bahan pengisi terletak dibagian dalam menara, walaupun desain tergantung pada kondisi tempat yang spesifik.

2.      Menara Pendingin Draft Mekanik

Menara draft mekanik memiliki fan yang besar untuk mendorong atau mengalirkan udara melalui air yang disirkulasi. Air jatuh turun diatas permukaan bahan pengisi, yang membantu untuk meningkatkan waktu kontak antara air dan udara – hal ini membantu dalam memaksimalkan perpindahan panas diantara keduanya. Laju pendinginan menara draft mekanis tergantung pada banyak parameter seperti diameter fan dan kecepatan operasi, bahan pengisi untuk tahanan sistim dll (UNEP, 2006).

Menara draft mekanik tersedia dalam range kapasitas yang besar. Menara tersedia dalam bentuk rakitan pabrik atau didirikan dilapangan – sebagai contoh menara beton hanya bisa dibuat dilapangan (UNEP, 2006).

Banyak menara telah dibangun dan dapat digabungkan untuk mendapatkan kapasitas yang dikehendaki. Jadi, banyak menara pendingin yang merupakan rakitan dari dua atau lebih menara pendingin individu atau “sel”. Jumlah sel yang mereka miliki, misalnya suatu menara delapan sel, dinamakan sesuai dengan jumlah selnya. Menara dengan jumlah sel banyak, dapat berupa garis lurus, segi empat, atau bundar tergantung pada bentuk individu sel dan tempat saluran udara masuk ditempatkan pada sisi atau dibawah sel (UNEP, 2006).

Cooling tower dapat di klasifikasikan menurut beberapa hal, antara lain:

1.  Menurut metode perpindahan panas

a.  Wet cooling tower (menara pendingin basah)

Pada cooling tower jenis ini, air panas didinginkan sampai pada temperatur yang lebih rendah dari temperatur bola basah udara sekitar, jika udara relative kering. Seperti udara jenuh yang melewati aliran air, kedua aliran akan relative sama. Udara, jika tidak jenuh, akan menyerap uap air lebih banyak, meninggalkan sedikit panas pada aliran air.

b.   Dry cooler (pendingin kering)

Coolingtower ini beroperasi dengan pemindahan panas melewati permukaan yang memisahkan fluida kerja dengan udara ambient. Dengan demikian akan terjadi perpindahan panas konveksidar ifluida kerja, panas yang dipindahkan lebih besar daripada proses penguapan.

c.    Fluid cooler (pendingin fluida)

Pada cooling tower ini saluran fluida kerja dilewatkan melalui pipa, dimana air hangat dipercikkan dan kipas dihidupkan untuk membuang panas dari air. Perpindahan panas yang dihasilkan lebih mendekati ke coolingtower basah, dengan keuntungan seperti pada pendingin kering yakni melindungi fluida kerja dari lingkungan terbuka (ismantoalpha,2009).

2.    Menurut arah aliran udara terhadap aliran air
a. Aliran cross flow

Pada tipe ini, aliran udara bergerak memotong secara tegak lurus terhadap aliran air padabahan pengisi. Kemudian udara melintasi menara melalui bagian keluaran udara akibat gaya tarik dari fan yang berputar. Gambar II.6 menunjukkan desain tipe cooling tower dengan aliran crossflow.

Gambar II.6 Cooling tower tipe aliran crossflow

b. Aliran counterflow

Pada tipe ini, aliran udara pada saat melewati bahan pengisi

fill material) sejajar dengan aliran air dengan arah yang berlawanan. Gambar II.7 menunjukkan desain tipe cooling tower dengan aliran counterflow.

Gambar II.7 Cooling tower tipe aliran counter flow

Jenis menara pendingin	Keuntungan	Kerugian
Menara pendingin forced draft : udara dihembuskan ke menara oleh sebuah fan yang terletak pada saluran udara masuk	-          Cocok untuk resistansi udara yang tinggi karena adanya fan dengan blower sentrifugal -          Fan relative tidak berisik	-          Resirkulasi karena kecepatan udara masuk yang tinggi dan udara keluar yang rendah, yang dapat diselesaikan dengan menempatkan menara di ruangan pabrik digabung dengan saluran pembuangan
Menara pendinginan aliran melintang induced draft : -          Air masuk pada puncak dan melewati bahan pengisi -          Udara masuk dari salah satu sisi atau pada sisi yang berlawanan -          Fan induced draft mengalirkan udara melintasi bahan pengisi menuju saluran keluar pada puncak menara	-          Lebih sedikit resirkulasi daripada menara forced draft sebab kecepatan keluarnya 3 hingga 4 kali lebih tinggi daripada udara masuk	-          Fan dan mekanisme penggerak motor dibutuhkan yang tahan cuaca terhadap embun dan korosi sebab mereka berada pada jalur udara keluar yang lembab
Menara pendinginan aliran berlawanan induced draft: -          Air masuk pada puncak -          Udara masuk dari bawwah dan keluar pada puncak -          Menggunakan fan forced dan induced draft

Tabel II.1 Ciri-ciri berbagai jenis menara pendingin draft (berdasarkan pada AIRAH)

II.1.2 Parameter-Parameter dalam Analisa Cooling Water

Untuk mengetahui kualitas cooling water, maka parameter-parameter di dalamnya harus ditinjau secara periodic melalui analisa laboratorium.Dengan mengetahui nilai dari parameter-parameter tersebut, maka pengendalian kualitas cooling water dapat dilakukan dengan baik. Berikut ini adalah parameter-parameter dalam analisa cooling water treatment yang harus dipantau secara periodik:

a.       pH

Pembentukan kerak dan tendensi korosif karena air sebagian besar dipengaruhi oleh pH. pH asam mengakibatkan korosi peralatan – peralatan logam setelah kontak dengan air. pH basa dapat mengendapkan kalsium karbonat dari suatu larutan untuk membentuk kerak pada permukaan perpipaan, pipa cooling water, peralatan pertukaran panas, kondensor, dan lain- lain.

Banyak sistem pengolahan senyawa – senyawa kimia untuk mencegah kerak dan korosi dikarenakan pH sebagai satu dari sekian banyak faktor pengendali yang penting. Misalnya, pH air cooling water biasanya dikontrol pada nilai minimum sebesar 10,5. Angka ini cukup tinggi untuk mencegah terjadinya korosi dan pada waktu yang sama juga mengendapkan bermacam – macam garam pembentukan kerak.

(Anonim, 2013)

b.      TDS

TDS (Total Dissolved Solids) adalah benda padat yang terlarut yaitu semua mineral, garam, logam, serta kation-anion yang terlarut di air. Termasuk semua yang terlarut diluar molekul air murni (H₂O).Secara umum, konsentrasi benda-benda padat terlarut merupakan jumlah antara kation dan anion didalam air. TDS terukur dalam satuan Parts per Million (ppm) atau perbandingan rasio berat ion terhadap air (Anonim, 2008).

Untuk memenuhi nilai TDS pada make up waterJava Paragon dapat dilakukan perbaikkan pada pengolahan external, yaitu dengan cara regenerasi resin pada ion exchanger misalnya fosfat.

c.       Alkalinitas

Alkalinitas atau yang  dikenal dengan total   alkalinitas adalah   konsentrasi

total unsur basa-basa yang terkandung dalam air dan biasannya dinyatakan dalam mg/l atau setara dengan CaCO₃. Ketersediaan ion basa bikarbonat (HCO₃) dan karbonat (CO₃^2-) merupakan parameter total alkalinitas dalam air tambak. Unsur-unsur alkalinitas juga dapat bertindak sebagai buffer (penyangga) pH. Dalam kondisi basa ion bikarbonat akan membentuk ion karbonat dan melepaskan ion hidrogen yang bersifat asam, sehingga keadaan pH menjadi netral. Sebaliknya bila keadaan terlalu asam, ion karbonat akan mengalami hidrolisa menjadi ion bikarbonat dan melepaskan hidrogen oksida yang bersifat basa, sehingga keadaan kembali netral.

Tujuan pengolahan air pendingin meliputi penstabilan alkalinitas pada range tertentu yang cukup baik untuk mencegah korosi. Untuk menentukan alkalinitas, menggunakan perhitungan sebagai berikut :

Alkalinitas (mg CaCO₃/l) = A x x 1000 x 50,4

           =  x 1000 (jika B=0,02N)

                                    Alkalinitas (mek/l)= x B x 1000

Di mana :         A = volume titrasi H₂SO₄ (ml)

                        B = normaliti asam (biasanya 0,02 N)

C = volume sampel (ml)

50,4 = berat ekivalen CaCO₃

            Dalam percobaan analisa alkalinitas, perhitungan pertama yang digunakan.

(G. Alaerts, 1984)

Analisa alkalinitas dibagi menjadi dua, yaitu:

1.      P-Alkalinitas

Ukuran jumlah ion bikarbonat (HCO^-₃), Karbonat (CO^-) dan hidroksida (OH^-) dalam air. Menyebabkan carry over dan meningkatkan proses korosi. Cara pengukuran menggunakan titrasi (volumetric) menggunakan asam kuat (HCl atau H₂SO₄) dengan indikator PP (Subyakto, 1997).

2.      M-Alkalinitas

Cara pengukuran menggunakan titrasi (volumetric) menggunakan asam kuat (HCl atau H₂SO₄) indikator MO (m. Alkalinitas). Menyebabkan carry over dan korosi (Subyakto, 1997).

Jika nilai alkalinitas melebihi batas, maka bahan kimia polyphospat dapat dipakai dengan konsentrasi 2-10 ppm. Bahan kimia ini dianggap ideal pada sistem resensi, karena waktu retensi yang pendek sehingga tidak memungkinkan terjadinya perubahan menjadi orthophospat (Subyakto, 1997).

d.        Calcium hardness

Merupakan parameter penting dalam memperkirakan pertumbuhan kerak dari kalsium karbonat dan biasa digunakan untuk menghitung cycle number dari cooling water. Cycle number adalah perbandingan konsentrasi make up water dengan konsentrasi padatan terlarut dalam air blowdown (Anonim, 2013.)

e.       Total hardness

Jumlah hardness (kesadahan) dalam air merupakan ukuran kapasitas konsumsi-penyabunan dan tendensi pembentukan kerak. Senyawa kalsium dan magnesium merupakan konstituen utama dari kesadahan pada air. Secara umum kesadahan air dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

Total Hardness (ppm)	Klasifikasi
Kurang dari 15	air sangat lunak
15 – 60	air lunak (soft water)
61 – 120	air sadah – medium
121 – 180	air sadah (hard water)
lebih dari 180	air sangat sadah

Tabel II.2 Klasifikasi Kesadahan Total

No.	Spesifikasi	Batasan
1.	pH (-)	6,0 – 8
2.	Konduktifitas, normal (μs/cm)	800
3.	Kalsium sebagi CaCO3, maks (ppm)	150
4.	SO42-, maks (ppm)	200
5.	Hardness total, maks (ppm)	200
6.	Fe total, maks (ppm)	1
7.	Cl- (Cl free), maks (ppm)	0,3

Table II.3 Spesifikasi kualitas air pendingin sekunder.

No.	Spesifikasi	Batasan
1.	pH (-)	6,0 – 8,0
2.	Konduktifitas, normal (μs/cm)	300
3.	Kalsium sebagi CaCO3, maks (ppm)	50
4.	SO42-, maks (ppm)	50
5.	Hardness total, maks (ppm)	70
6.	Fe total, maks (ppm)	1,0
7.	Klorida, maks (ppm)	0.3

Tabel II.4 Spesifikasi kualitas untuk air make-up

(JRA GL02, 1994).

            Pada air pendingin peningkatan kesadahan pada air dihindari karena dapat menghasilkan endapan lumpur maupun kerak pada cooling water. Maka karena alasan inilah air cooling water harus diolah sebaik mungkin sehingga persentase kemunculan kesadahan pada air cooling water mendekati nol.

Total Hardness dalam air dapat ditentukan dengan dua metode, yakni metode titrasi penyabunan dan metode titrasi EDTA menggunakan indikator EBT. Erichrome Black T (Eriokrom Hitam T) adalah sejenis indikator yang berwarna merah muda bila berada dalam larutan yang mengandung ion kalsium dan ion magnesium dengan pH 10 ± 0,1. Pada titrasi EDTA diberikan larutan buffer pH 10 karena untuk mengurangi resiko gangguan selain itu range pH agar indikator EBT dapat bekerja dengan baik. Dilihat dari larutan EDTA pada pH 10, larutan dapat menunjukkan persamaan jumlah molekul antara molekul EDTA sebagai titran dengan jumlah ion kesadahan sampel.

II.1.3 Beberapa Permasalahan pada Cooling Tower

1.        Masalah Korosi

Korosi terjadi pada akibat pH rendah, Selain pH ada beberapa jenis mikroorganisme yang menyebabkan korosi seperti nitrifying bacteria dan Sulfate Reducing Bacteria (SRB) yang dapat menghasilkan asam sulfida (H₂S).Bakteri ini memiliki kemampuan untuk mengubah ion sufate (SO₄) menjadi asam sulfida (H₂S) yang sangat korosif menyerang logam besi, logamlunak. Bakteri ini hidup sebagaian aerobik( tanpaudara ).

2.        Masalah Kerak

Pembentukan kerak diakibatkan oleh kandungan padatan terlarut dan material anorganik yang konsentrasinya melanpaui limit control.

3.        Masalah Mikrobiologi

Mikroorganisme juga mampu membentuk depositpada sembarangan permukaan. Hampir semua jasad renik ini menjadi kolektor bagi debu dan kotoran lainnya. Hal ini dapat menyebabkan efektivitas kerja cooling tower menjadi terganggu. Mikroorganisme yang terdeteksi di dalam air pendingin adalah algae,jamur(fungi), danbakteri.

(Subyakto,1997)

A.       Proses klarifikasi secara kimia

Pengolahan secara kimia atau klarifikasi meliputi proses koagulasi,flokulasi

dan sedimentasi. Ketiga proses tersebut pada prinsipnya ditujukan untuk menghilangkan material-material yang terlarut dengan pengendapan dengan menambahkan bahan kimia yang bersifat sebagai koagulan / flokulan yang dinamakan juga sebagai proses koagulasi flokulasi. Disini koagulasi dapat didefinisikan sebagai suatu proses dimana bahan- bahan kimia ditambahkan dalam air yang mengandung material- material halus yang terdispersi yang mempunyai kecepatan pengendapan lambat sekali agar menimbulkan gumpalan (flok) yang mempunyai kecepatan pengendapan yang auh lebih cepat. Pada proses pengendapan (sedimentasi) pengawasan harus dilakukan terhadap flok agar jangan sampai pecah selama proses pengendapan. Partikel flok dapat mengadsorpsi partikel- pertikel lainnya seperti silika.

B.        Filtrasi                                                                                                                                                                Air yang keluar dari proses klarifikasi yang masih mengandung flok- flok halus masih memerlukan penyaringan melalui suatu medium yang berpori dimana flok atau zat padat ditahan sedangkan air jernih diteruskan.. Sampai berapa jauh zat padat menembus filter tergantung dalam banyak hal, seperti : rate filtrasi, ukuran filter medium, kesempurnaan proses klarifikasi, susun filter medium, tinggi/ kedalaman (bed) filter.

C.        Pengolahan lanjutan

Air yang telah mengalami penjernihan, ditampung pada bak penampung untuk selanjutnya didistribusikan untuk berbagai keperluan dengan kualitas/ syarat yang tertentu. Untuk aktifitas industri, air bersih tersebut pada umumnya dibagi dalam :

·   Air sanitasi

·   Air proses

·   Air pendingin

·   Air umpan boiler

D.       Proses Pelunakan (softening)

Dari empat penggunaan air dalam industri, air pendingin dan air umpan boiler paling dominan penggunaanya serta membutuhkan persyaratan yang lebih khusus, terutama bebas dari zat- zat penyebab kerak dan korosi, yaitu :

-    Kesadahan air

-    Satuan Hardness

Untuk menyatakan kesadahan air ada beberapa cara yaitu :

a. ppm CaCO₃

b. german degree of hardness (D^o)

c.  french degree of hardness (F^o)

d. WHO degree of hardness

     Untuk Indonesia biasanya dipakai satuan kesadahan

  ppm CaCO₃ atau D^o dimana

  1 D^o = 10 ppm CaO

Untuk menurunkan tingkat kesadahan, dilakukan proses yang dikenal sebagai “proses pelunakan" atau softening.External water softening yaitu proses pelunakan air yang dilakukan di luar sistem dimana air tersebut dipakai. Ada beberapa cara dari external water softening yaitucold process softening by chemicals, hot process softening by chemicals, ion exchange.

(Subiyakto,1997).

Analisa pada Cooling Water

1.      Analisa pH

            pH menunjukkan kadar asam atau basa dalam suatu larutan, melalui konsentrasi (sebetulnya aktivitas) ion hidrogen H⁺. Dalam air murni konsentrasi [H⁺] sama dengan konsentrasi [OH^-] atau [H⁺] = [OH^-] = 10^-7. Supaya pengelolaan data menjadi lebih sederhana, konsentrasi ditulis secara logaritmis,

- log [H⁺] = pH

(S.S. Santika, G. Alaerts, 1984).

2.      Analisa Alkalinitas

Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan

asam tanpa penurunan nilai pH larutan. Untuk menentukan alkalinitas, menggunakan perhitungan sebagai berikut :

Alkalinitas (mg CaCO₃/l) = A x x 1000 x 50,4

=  x 1000 (jika B=0,02N)                

Alkalinitas (mek/l) = A x B x 1000 = A  x 80                       

                                           C               C

Di mana :         A          = volume titrasi H₂SO₄ (ml)

                        B          = normaliti asam (biasanya 0,02 N)

C          = volume sampel (ml)

50,4     = berat ekivalen CaCO₃

            Dalam percobaan analisa alkalinitas, perhitungan pertama yang digunakan.

 (S.S. Santika, G. Alaerts, 1984)

3.      Kesadahan

Kesadahan adalah ukuran konsentrasi ion-ion Ca dan Mg yang dinyatakan dalam mg/liter CaCO₃. Pengukuran biasanya dilakukan secara volumetric melalui titrasi EDTA  (Ethylen Diamin Tetra Acetic Acid) sebagai titran dan menggunakan indikator yang peka terhadap kation tersebut. Mengukur kesadahan total digunakan indikator Eriochrome Black T (EBT), sejenis indikator yang berwarna merah muda bila berada dalam larutan yang mengandung ion kalsium dan ion magnesium dengan pH buffer 10,0 ± 0,1. Khelat logam terbentuk  dengan kehilangan ion hidrogen dari gugus -OH fenolik dan terjadi ikatan ion logam dengan atom oksigen maupun gugus azo. Molekulnya dinyatakan dalam bentuk singkatan sebagai asam H₃In.

(repository,2013)

Hardness                =   1,0009 x x 1000 x f

Dimana :

A            =volume titran EDTA yang digunakan (ml)

B            =volume sampel sebelum diencerkan (ml)

f             =faktor perbedaan antara kadar larutan EDTA  0,01 M

menurutstandarisasi dengan CaCO₃ (f ≤ 1)

1,009     = ekuivalensi antara 1 ml EDTA 0,01 M dan 1 mg

kesadahan sebagai CaCO₃

(S.S. Santika, G. Alaerts, 1984)

 

II.1.4 Skema Pengolahan Cooling Water

 

Air panas yang masuk pada bagian atas cooling tower didistribuskan secara merata di dalam rumah cooling tower, lalu akan jatuh kebawah dikarenakan gaya gravitasi atau pancaran air diarahkan ke bawah. Air yang masuk dan udara melalui filling arahnya searah. Disana terjadi perpindahan panas dan perpindahan massa, dimana perpindahan panas dan perpindahan massa terjadi dari air ke udara. Udara yang banyak memiliki kandungan air (jenuh) disirkulasikan dengan kipas sehingga udara yang belum jenuh masuk ke rumah cooling tower. Air dingin yangditampung di bak penampung digunakan kembali. Dalam proses ini, terjadi penghilangan air karena terjadi penguapan. Sehingga harusdiberi masukan air tambahan (make up water).Air dingin yang dihasilkan dilewatkan melaluisaringan agar kotoran-kotoran atau padatan-padatan mineral tertahan dan tidak melewati alat lainnya (Subyakto, 1997).