APA ITU SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)?
Cooling Water System atau Cooling Tower atau Sistem Air Pendingin adalah sistem yang digunakan untuk membuang panas dari air yang telah digunakan dalam proses industri atau sistem pendingin (seperti HVAC), dengan cara menurunkan suhu air tersebut melalui proses penguapan atau pertukaran panas.
Air yang panas dari proses produksi dialirkan ke cooling tower, lalu didinginkan dengan cara kontak langsung dengan udara atau melalui media pertukaran panas, sebelum dialirkan kembali ke sistem. Cooling tower sangat penting untuk menjaga efisiensi sistem dan mencegah overheating pada peralatan industri atau bangunan komersial.
MASALAH PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
- Korosi
- Kerak
- Lumpur Suspended Solid
- Biofouling (lendir, lumut, bakteri, mikroorganisme)
CHEMICAL CLEANING PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
- Proses Descaller
Menggunakan chemical Aquaright D200Solvent untuk melarutkan kerak karbonat dan Aquaright SC100R untuk melarutkan kerak silikat dan fosfat.
- Proses Netralisir
Menggunakan pH adjuster Aquaright A055 untuk mengatur pH dan alkalinitas air boiler pasca pencucian atau cleaning cooling tower
- Proses Passivating
Menggunakan Aquaright PP205 untuk mencegah terbentuknya kerak.
MECHANICAL CLEANING PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
- Flushing & pengurasan air sistem
- Pembersihan endapan dan kerak di basin & pipa
- Penyemprotan dan pengikisan bagian dalam tower
- Pemeriksaan & pembersihan nozel, filler media, dan drift eliminator
- Pemeriksaan kondisi logam terhadap korosi
- Dll
MANFAAT CLEANING SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
- Meningkatkan Efisiensi perpindahan panas
- Menghemat energi dan biaya operasional
- Mengurangi risiko kerusakan dan downtime sistem
- Memperpanjang umur peralatan
- Menjaga kualitas air dan udara dalam sistem HVAC
- Memenuhi standar lingkungan dan K3
BAHAN KIMIA PERAWATAN SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
- Aquaright CH 10 N
Penghambat korosi dan kerak untuk sistem pendingin tertutup dan sirkuit air dingin menggunakan air suling, air lunak (Kesadahan Total < 50 mg/L sebagai CaCO3), atau air tawar.
-
Aquaright CTS 505
Campuran senyawa organofosfor, polimer pilihan dan dispersan, dirancang untuk mengendalikan korosi dan mencegah pengendapan kerak dalam sistem pendingin terbuka bersirkulasi besar yang beroperasi pada air make-up sedang atau keras.
- Aquaright CB 303
Biosida dengan kandungan Isothiazolone berspektrum luas yang efektif pada konsentrasi yang sangat rendah dalam mengendalikan pertumbuhan planktonik dan permukaan dari bakteri, jamur dan alga dalam sistem air pendingin.
- Aquaright B-TAB
Tablet biosida organik yang larut dalam air, tidak menguap, dan tidak berbusa. Diformulasikan khusus untuk mengendalikan pertumbuhan bakteri pembentuk lendir dan pertumbuhan biologis lainnya di dalam bak pembuangan kondensat AC. Biocida spektrum luas yang cepat bertindak untuk memastikan bak pembuangan kondensat tetap bersih dan saluran pembuangan lancar.
KOROSI PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju korosi pada Sistem Air Pendingin diantaranya adalah,
- pH
Kebanyakan oksida logam dapat larut dalammedia asam dan tingkat korosinya menjadi tinggi pada pH rendah.
- Garam/Mineral Terlarut
Beberapa jenis mineral dapat meningkatkan laju korosi, antara lain khlorida (Cl) dan sulphate (SO4) oleh karena kedua unsur ini mampu melakukan penetrasi lapisan pelindung logam.
- Gas-gas Terlarut
Beberapa gas yang biasa ditemukan terlarut di air : Karbon Dioksida (CO2) yang dapat merendahkan pH air, Oksigen (O2) yang dapat mempercepat laju korosi, Ammoniak (NH3) yang dapat membentuk senyawa kompleks yang sangat korosif terhadap tembaga (Cu), Hidrogen Sulphide (H2S) senyawa asam yang dapat menyebabkan pH rendah, dan Klorin (Cl2) yang dapat menurunkan pH air dan merusak lapisan (film) pelindung.
- Bahan-bahan/Mineral Padat Tersuspensi
Lumpur, pasir, debu dan lain-lain di dalam air akan mengendap pada tempat yang aliran airnya rendah sehingga endapan tersebut menyebabkan perubahan/perbedaan tingkat aerasi pada permukaan logam sehingga lebih mengaktifkan sel anodik dan pada akhirnya menimbulkan korosi local.
- Mikroorganisme
Beberapa spesies bakteri dapat menghasilkan senyawa asam, misalnya Desulfovibrio yang menghasilkan H2S dan Thiobacillus yang menghasilkan H2SO4. Bakteri anaerob menyebabkan tingkat aerasi pada permukaan logam dan mengaktifkan proses korosi.
- Perbedaan Muatan (Komposisi) Antar Permukaan Logam
Pada air yang tinggi konduktivitasnya, tingkat/laju korosi bisa berlipat ganda dibandingkan pada air dengan konduktivitas rendah.
- Temperatur
Semakin tinggi temperatur semakin tinggi korosi. Temperatur yang lebih tinggi sejumlah oksigen yang terdapat di dalam air akan lebih mudah bereaksi pada logam di sekitarnya. Pada temperatur di atas 170°F (> 75°C) pada sistim pendinginsirkulasi terbuka dimana oksigen dapat keluar, maka laju korosi akan menurun. Tetapi pada sistim tertutup dimana oksigen tidak dapat keluar, laju korosi akan meningkat sejalan dengan peningkatan temperatur.
- Kecepatan Aliran Air
Pada umumnya semakin tinggi kecepatan aliran air, laju korosi juga semakin tinggi. Pada sistem yang aliran airnya tinggi, oksigen terlarut akan lebih cepat penetrasi, hal itu juga disebabkan lapisan film yang terbentuk lebih tipis
- Masalah Golongan/Jenis Logam
Logam dengan tingkat reaktivitas tinggi mudah bereaksi dengan lingkungan di sekitar, termasuk air dan oksigen, yang memicu proses korosi. Logam seperti besi (Fe), aluminium (Al), dan magnesium (Mg) cenderung mengalami korosi lebih cepat dibandingkan logam lain.
- Kekerasan Logam
Beberapa keadaan yang dapat mempercepat pembentukan sel korosi pada permukaan logam diantaranya cacat /luka garukan, retak-retak, stress (tekanan), kemurnian logam tidak merata.
PENCEGAHAN KOROSI PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
- Pasivasi
Menggunakan zat inhibitor yang mengandung kromat, nitrit & molybdat, phosponates, dan lainnya yang akan menyebabkan logam membentuk lapisan pelindung sendiri berupa oksida logam.
- Presipitasi (pengendapan)
Menggunakan inhibitor yang mengandung zink dan ion hidroksida yang akan bereaksi dengan unsur-unsur lain sehingga membentuk endapan berupa lapisan film pada permukaan logam.
- Penyerapan (Adsorbsi)
Menggunakan inhibitor yang mengandung amine dan tannin dan secara sederhana akan terserap pada permukaan logam sehingga menstabilkan permukaan logam.
- Penghilangan (Removal)
Potensi korosi terhadap logam yang terkandung dalam air dapat dihilangkan dengan beberapa cara tergantung penyebabnya. Misalnya : Oksigen – dihilangkan dengan Natrium Sulphite, pH rendah – diperbaiki dengan penggunaan kapur (asam).
BAHAN KIMIA PENGHAMBAT KOROSI PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
Beberapa zat penghambat korosi diantaranya adalah garam seng, phosphonates, HEDP, ATMP, triazole, molybdate, dan nitrite. PT Zefa Valindo Jaya sebagai perusahaan yang sudah berpengalaman lebih dari 25 tahun dibidang Water Treatment dan Specialty Chemicals memiliki formula Inhibitor terbaik yang dapat digunakan untuk menghambar korosi pada Cooling Water System diantaranya :
- Aquaright CTS 505
AQUARIGHT CTS 505 adalah campuran senyawa organofosfor, polimer pilihan dan dispersan, yang dirancang untuk mengendalikan korosi dan mencegah pengendapan kerak dalam sistem pendingin terbuka bersirkulasi besar yang beroperasi pada air make-up sedang atau keras. Beberapa kelebih Aquaright CTS 505 diantaranya : Semua organik, dampak lingkungan minimal; Dispersan yang dipilih memiliki efek ambang atau threshold yang kuat untuk mengendalikan pengotoran pada berbagai kondisi; Produk dengan konsentrat tinggi sehingga tingkat dosis menjadi lebih sedikit serta biaya penyimpanan lebih rendah; Tahan terhadap degradasi dengan mengoksidasi rezim biosida.
- Aquaright CH 10 N
AQUARIGHT CH 10 N adalah cairan penghambat korosi dan kerak untuk sistem pendingin tertutup dan sirkuit air dingin menggunakan air suling, air lunak (Kesadahan Total < 50 mg/L sebagai CaCO3), atau air tawar. Efektif bahkan jika oksigen dapat kembali terperangkap dalam air yang bersirkulasi. Cocok untuk sebagian besar logam termasuk tembaga dan aluminium. AQUARIGHT CH 10 N biasanya harus digunakan dengan biosida yang efektif (tetapi tidak perlu jika digunakan bersama dengan generator air tawar yang menghasilkan air untuk keperluan minum dan memasak).
KERAK PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
Merupakan hasil pengkristalan garam-garam mineral yang larut di air pada saat kandungan mineral tersebut telah berlebihan (melampaui ambang batas kelarutannya).
Contoh :
1. Kalsium karbonat (CaCO3)
2. Kalsium phosphate (Ca3(PO4)2)
3. Kalsium sulphate (CaSO4)
4. Silica (SiO2)
Proses pembentukan kerak : Pengendapat --> Penggumpalan --> Penyatuan --> Pemampatan (Kristal / Kerak)
Masalah-Masalah yang dapat ditimbulkan oleh kerak pada sistem air pendingin diantaranya :
- Menghambat transfer panas/fluktuasi temperatur pada H/E, Condenser & Evaporator/Chiller.
- Fluktuasi tekanan pada H/E, Condenser, Evaporator/Chiller.
- Kerusakan “equipment” yang tidak diperkirakan (kerusakan insidentil).
- Korosi di bawah lapisan kerak
- Penurunan efisiensi
- Kenaikan biaya pemeliharaan
Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan kerak pada sistem air pendingin diantaranya :
- Peningkatan temperatur.
- Keadaan pH dan Alkalinitas.
- Konsentrasi / kadar mineral
- Mikro organisma, seperti : Galionella
- Faktor penguapan (Load factor)
- Over dosis bahan-bahan kimia water treatment seperti : Phosphate
PENCEGAHAN KERAK PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
Ada 3 (tiga) prinsip dasar yaitu :
- Pengendalian pH dan Alkalinitas secara hati-hati.
- Dengan perlakuan bleed-off menurut ketentuan untuk membatasi konsentrasi mineral agar di bawah ambang batas maksimum.
- Dengan penambahan bahan-bahan kimia yang mempunyai kemampuan untuk menghambat kerak meskipun terdapat kandungan mineral yang lebih tinggi.
Program yang paling efektif ialah dengan menggunakan ketiga metode di atas secara konfrehensif.
PENGENDALIAN KERAK PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
- Dengan Penukar Ion (Ion Exchange)
Ion Exchange adalah salah satu Water Treatment Plant atau Instalasi Pengolahan Air (IPA) dimana pada prosesnya terjadi penukaran ion didalam suatu senyawa, yaitu kation ditukar dengan kation dan anion ditukar dengan anion. Beberapa proses yang sering digunakan diantaranya adalah Softener, Demineralisasi, dan Mix Bed
- Softener
Softener adalah sistem untuk menghilangkan ion kalsium dan ion magnesium (hardness). Softener bertujuan untuk menghilangkan kesadahan pada air, yang dapat menyebabkan terbentuknya kerak.
- Demineralisasi
Demineralisasi adalah sistem pemurnian air dengan mereduksi bahkan menghilangkan kandungan mineral di dalam air dengan cara menyerap ion-ion mineral dari dalam air ke resin dan ditukar dengan ion lainnya dari resin.
- Dengan Penyesuaian pH : Acid Dosing (H3PO4, H2SO4, atau HCl)
- Dengan Penambahan Bahan Kimia : Polyphosphate, Phosphonate, HEDP, ATMP, Triazole Derivative
BAHAN KIMIA PENCEGAHAN KERAK PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
Beberapa zat penghambat kerak pada sistem air pendingin diantaranya phosphonates maleic acid homopolymer, triazole derivative 1, hydroxyethy lidene-1, 1 di phosphonic acid methylene phosphonic acid, acryl acid based terpolymer, maleic acid based copolymer.
Salah satu bahan kimia yang diformulasikan khusus oleh PT Zefa Valindo Jaya untuk mencegah kerak pada sistem air pendingin adalah Aquaright CTS 505.
AQUARIGHT CTS 505 adalah campuran senyawa organofosfor, polimer pilihan dan dispersan, yang dirancang untuk mencegah pengendapan kerak juga mengendalikan korosi dalam sistem pendingin terbuka bersirkulasi besar yang beroperasi pada air make-up sedang atau keras.
SUSPENDED SOLID (LUMPUR) PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
Suspended Solid atau padatan tersuspensi merupakan kandungan bahan-bahanpadatan partikel di dalam air atau koloid dalam air, dapat merupakan unsur organik maupun anorganik.
Jenis atau tipe Suspended Solid :
- Partikel-partikel yang terbawa dari lingkungan sekitar (Ecological Pollution)
- Produk korosi (Corrosion Products)
- Kerak-kerak yang tercuci/lepas (Material Debriss)
- Mikroorganisma/lumut yang mati (Dead Biomass)
Faktor-faktor yang mempengarungi terbentuknya Suspended Solid
- Lokasi/penempatan Cooling Tower.
Jauhkan dari lokasi sumber polusi seperti asap, debu, daun-daunan atau sampah.
- Jenis Treatment
Pilihan treatment program yang tepat sesuai jenis karakteristik air.
- Kotoran/polusi yang terikut pada air
Sumber air yang kotor misalnya air-air permukaan, limbah dan sebagainya.
- Lumut/mikroorganisme yang mati
Pertumbuhan lumut yang tidak terkontrol pada Cooling System.
Masalah-masalah yang ditimbulkan Suspended Solid
- Penyumbatan
- Pengelupasan/pengikisan (abrasion)
- Pemborosan Treatment karena terserap pada Suspended Solids
- Peningkatan biaya pemeliharaan mesin
BAHAN KIMIA UNTUK PENANGANAN SUSPENDED SOLID (LUMPUR) PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
- Dispersi atau pemisahan partikel
Menggunakan Aquaright P311, polimer pembersih kerak dan lumpur pada chiller dan cooling system. Aquaright P311 mendispersikan atau melunakkan dan melicinkan partikel-partikel endapan pada Cooling system.
- Koagulasi
Dapat menggunakan Koagulan Inorganik Aquaright KP35AC, yang berfungsi untuk menjernihkan air dengan cara menggumpalkan partikel halus agar bisa mengendap atau terangkat.
- Flokulasi
Penambahan polimer jenis anionik berantai panjang atau kationik. Flokulan Anionik dapat menggunakan Aquaright A6025, yang membantu mengikat partikel kecil dalam air atau lumpur, sehingga kotoran cepat mengendap dan air menjadi lebih jernih. Flokulan Kationik dapat menggunakan Aquaright C6660, yang digunakan untuk mengikat lumpur agar lebih mudah dipisahkan dari air.
- Separasi atau klarifikasi dengan sedimentasi dan filtrasi
BIOFOULING PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
Lumut, Bakteri, Protozoa dan bermacam-macam mikroorganisma lainnya dapat bersimbiosa membentuk suatu koloni yang kita sebut sebagai BIOFOULING (lender, lumut, bakteri, mikroorganisme lainnya), yang dapat tumbuh subur/cepat di cooling tower/cooling system.
Lumut (Algae) dapat merusakcooling tower, terutama pada “TowerPack/Splash Pack” yang terbuat dari kayudimana akan terjadi pengeroposan yang lebihcepat (delignifikasi).
Sementara pada “PlasticFiller/Film Pack” pertumbuhan lumutakan segera menutupi permukaan antara (splash area) sehingga “Evaporation Surface” berkurang dan juga dapat meruntuhkan filler(collapse) karena beban berat. Hal-hal yang dijelaskan ini bila terjadi tentu akan sangat merugikan.
Masalah yang ditimbulkannya lainnya ialah adanya selaput lendir (slime) yang dihasilkan yang akan menjadi penghambat dalam proses pertukaran panas di “Heat Exchanger”. Perbandingan daya hambat panas lendir (slime) dibanding dengan kerak (scale) ialah 5 : 1.
Lokasi terbentuknya perekatan lendir dan akumulasi lumpur pada sistem air pendingin diantaranya adalah pada HE Condenser Chiller Evaporator (tube dan sheel), pada menara pendingin atau cooling tower (spray board, tower packing), juga pada kolam bawah menara atau water basin (dasar kolam dan dinding kolam).
Masalah yang dapat ditimbulkan dari penggumpalan lendir (slime) dan lumpur :
- Menurunkan efisiensi pada pada HE (Heat Exchanger)
- Kebuntuan HE (Heat Exchanger)
- Menambah tekanan pompa dan menurunkan laju aliran air
- Menurunkan efisiensi menara pendingin
- Mengingkatkan laju korosi
- Merusak tower packing
- Adsopsi dan menambah bahan kimia
- Memberi Kesan kotor
Faktor yang mempengaruhi pembentukan lender (slime biofouling) :
- Nutrient, terutama C, N dan P yang umumnya tersedia banyak pada air sebagai bahan pelarut yang baik.
- Sumber energi, misalnya : sinar matahari, bahan organik dan anorganik.
- Suhu air : Masing-masing mikroorganisme memiliki suhu optimal sendiri, tetapi biasanya antara 30 – 45°C.
- pH : Pertumbuhan bakteri optimal antara pH 6 - 9 (untuk mengendalikan korosi dan kerak, pH 6,5 - 9). Fungi antara 5,5 - 6,5
- DO (Dissolved Oxygen) : Bakteri aerobik & fungsi tumbuh dengan baik bila air mengandung DO (Dissolved Oxygen) atau oksigen terlarut.
Mikroorganisme yang menghasilkan slime pada sistem pendingin :
- Algae (Hijau-biru, biru, diatom) : Punya khlorofil.Bisa tumbuh subur dengan adanya sinar matahari. Banyak dijumpai pada menara pendingin, sistim terbuka.
- Bakteria
- Zoogloeal sp : Seperti agar-agar dimana bakteri terpencar. Biasanya terlihat pada air yang terkontaminasi oleh bahan organik.
- Sphaerotilus sp : Membuat koloni seperti kapas dan terkontaminasi dengan bahan organik
- Bakteri besi : Mengubah ferro menjadi ferri yang mengendap
- Bakteri belerang : Dijumpai pada air yang kotor dan mengoksidasi H2S, Thiobacillus,Sphaerotilus sp, dsb.
- Bakteri nitrifikasi : Ada dua macam, Mengoksidasi NH3 menjadi HNO2 selanjutnya menjadi HNO3. Tumbuh didalam aliran air yang mengandung NH3.
- Bakteri pereduksi sulfat : Bakteri anaerobik yang mengubah sulfat menjadi H2S
Fungi
- Phycomycetes : Sejenis ganggang dengan jaringan mycelliom berkembang dengan spora
- Mycomycetes : Sejenis ganggang dengan jaringan mycelliom berkembang dengan spora
PENCEGAHAN BIOFOULING PADA SISTEM AIR PENDINGIN (COOLING WATER SYSTEM)
Pada dasarnya semua type biosida dapat efektif membasmi atau mencegah pertumbuhan BIOFOULING, namun tiap-tiap jenis/type mempunyai karakter/kemampuan yang khas terhadap golongan biofouling.
Untuk masalah bakteri, PT Zefa Valindo Jaya memiliki formulasi bahan kimia biosida dengan kandungan Isothiazolone yaitu Aquaright CB303, biosida spektrum luas yang efektif pada konsentrasi yang sangat rendah dalam mengendalikan pertumbuhan planktonik dan permukaan dari bakteri, jamur dan alga dalam sistem air pendingin.
Untuk masalah mikroorganisme, dapat menggunakan klorin tablet, atau tablet biosida organik Aquaright B-TAB, tablet yang larut dalam air, tidak menguap, dan tidak berbusa. Diformulasikan khusus untuk mengendalikan pertumbuhan bakteri pembentuk lendir dan pertumbuhan biologis lainnya di dalam bak pembuangan kondensat AC. Biocida spektrum luas yang cepat bertindak untuk memastikan bak pembuangan kondensat tetap bersih dan saluran pembuangan lancar.