LAPORAN PRAKTIKUM SATUAN OPERASI
PENYARINGAN DENGAN METODA VAKUM
(FILTER TESTING
UNIT)
Diajukan
untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah praktikum Satuan
Operasi
Pembimbing:
Ir. Umar Khayam
Oleh:
Anditania Sari DP
101411003
Dedi Hariyanto 101411008
Sidi Purnama 101411027
Siti Nurjanah 101411028
Kelas : II-A
Jurusan : Teknik Kimia
Tanggal Praktikum : 26 Maret 2012
Tanggal Penyerahan : 2 April 2012
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
D3-TEKNIK KIMIA
2011
PENYARINGAN DENGAN METODA VAKUM
(FILTER TESTING
UNIT)
I.
Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Filtrasi
adalah salah satu metoda untuk memisahkan padatan dari larutan suspense. Dalam
hal ini larutan suspense dialirkan melalui medium filter (medium berpori) sehingga
padatan akan tertahan pada permukaan filter sementara filtratnya akan mengalir
melalui pori medium filter. Tentu saja kualitas filtrate hasil filtrasi sangat
bergantung dari pori medium filter yang dipakai.
Proses
filtrasi akan mulai bekerja dengan efisien setelah adanya partikel-partikel
yang terkumpul pada medium penyaringnya. Dalam skala kecil, missal di
laboratorium, suspense hanya dituangkan ke kertas saring di atas corong dan
gelas beaker. Disini hanya gaya gravitasi bumi yang dipakai. Untuk mempercepat
proses biasanya digunakan corong Buchner
yang menggunakan aliran air untuk menghasilkan vakum.
Dalam
skala industry, bentuk-bentuk operasi yang lebih rumit akan dipakai untuk
mengatasi jumlah suspense yang besar dan beraneka ragam. Selama operasi
berlangsung, lapisan partikel padat akan terbentuk semakin tebal dan karenanya
perlu beda tekanan yang lebih besar serta bentuk modifikasi lainnya untuk
mendapatkan laju filtrasi yang tinggi.
Proses
filtrasi dipakai mulai dari industry pertambangan sampai industry kimia yang
siap pakai. Pada banyak industry, partikel padatannya yang diperlukan,
sedangkan untuk pengolahan limbah industry, filtratnya yang harus diambil untuk
selanjutnya diolah lagi.
1.2 Tujuan
1.
Melakukan proses filtrasi pada tekanan
tetap dengan variasi tekanan berbeda-beda
2.
Menghitung koefisien tahanan cake dan tahanan medium filter pada
tekanan tetap dengan variasi tekanan yang berbeda
3.
Menganalisa pengaruh terhadap kualitas
hasil filtrasi
II.
Teori
Dasar
Filtrasi atau penyaringan adalah
pemisahan partikel zat padat dari fluida dengan jalan melewatkan fluida itu
melalui suatu medium penyaring atau septum,dimana
zat padat itu bertahan. Operasi filtrasi dijalankan untuk mengambil bahan yang
diinginkan yaitu padatannya atau cairannya dan bahkan kedua-duanya.
Beberapa cara pemisahan
mekanik fisik dapat diklasifikasikan menjadi sebagai berikut (Geankoplis,1993)
:
1.
Filtration
Pemisahan dapat dilakukan karena
adanya media filtrasi seperti kain, kanvas, pasir.
Pemilihan media filtrasi didasarkan atas :
a.
Jumlah padatan yang dipisahkan
b.
Tipe padatan
c.
Viskositas dari fluida
2.
Settling
and sedimentation
Pada settling and sedimantation,
partikel dipisahkan dari fluida dengan adanya perbedaan
gaya gravitasi dan densitas dari partikel tersebut.
3.
Centrifugal settling and sedimentation
Proses pemisahan partikel dari fluida karena adanya gaya sentrifugal
pada berbagai ukuran dan densitas fluida.
4. Centrifugal filtration
Proses pemisahan yang dilakukan dengan filtrasi tetapi gaya sentrifugal
yang digunakan menyebabkan perbedaan tekanan
dapat diabaikan.
5. Mechanical size reduction and
separation
Pemisahan dilakukan dengan cara mengubah diameter partikel, kemudian dipisahkan dengan ayakan.
Operasi filtrasi dijalankan dengan dua cara yaitu :
1. Filtrasi batch
Proses
secara batch memerlukan waktu yang
lebih lama dan memerlukan biaya yang
lebih mahal.
2.
Filtrasi kontinu
Proses filtrasi secara kontinu
banyak diterapkan pada industri kimia. Analisis operasi filtrasi ini dibagi dalam 3 tahap, yaitu :
a. Pembentukan
cake,
b. Pencucian
cake untuk membuang larutan
c. Pelepasan
cake dari filter.
Berdasarkan prinsip kerjanya, filtrasi
dapat dibedakan menjadi:
1. Pressure filtration
Merupakan
filtrasi yang dilakukan dengan prinsip penekanan. Bentuk alat tersebut dapat
dilihat pada Gambar 1.3.
Gambar
1.3 Pressure Filtration Press
(sumber :
http://cpq.ist.utl.pt/spe/images/Foto_22.JPG)
2.
Gravity
filtration
Merupakan filtrasi yang menggunakan
gaya gravitasi untuk mengalirkan cairan.
3.
Vacuum
filtration
Merupakan filtrasi yang dilakukan dengan
prinsip hampa udara untuk mengalirkan cairan. Alat filtrasi dengan prinsip hampa
udara dapat dilihat pada
Gambar
1.4. Filter ini dilengkapi drum yang terus berputar. Tekanan di luar drum adalah tekanan
atmosferik, tetapi di dalam drum mendekati vakum. Drum ini dimasukkan ke dalam cairan yang
mengandung suspensi padatan yang akan difilter,
lalu drum diputar dengan kecepatan rendah selama operasi. Cairan tertarik melewati filter cloth karena
tekanan vakum, sedangkan padatan akan tertinggal di permukaan luar drum membentuk cake pada proses.
Gambar 1.4 Drum Vacuum Filter
(sumber :
abhishekfilter.com)
Jika
cake akan diambil dari drum, putaran drum dihentikan, drum dikeluarkan dari fasa cair, cake dicuci,
dikeringkan, dan kemudian diambil. Pengambilan padatan
dari drum dilakukan dengan sejenis pisau yang juga bermcam-macam jenis dan disainnya bergantung jenis cake.
Septum
atau medium penyaring pada setiap filter harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1.
Harus dapat menahan zat
padat yang akan disaring dan menghasilkan filtrat yang cukup jernih.
2.
Tidak mudah tersumbat
3.
Harus tahan secara kimia kuat secara fisik
dalam kondisi proses.
4.
Harus memungkinkan penumpukan ampas dan
pengeluaran ampas secara total dan
bersih
5.
Tidak boleh terlalu mahal. (Mc. Cabe, 1993)
Persamaan yang digunakan untuk kondisi tekanan tetap :
Persamaan
tersebut diintegralkan menjadi :
dimana :
dan
Persamaan
ketiga disederhanakan menjadi:
Grafik
t/V terhadap V akan menghasilkan grafik sebagai berikut
|
t/V
|
|
Slope
= Kp/2
|
|
Intercept = B
|
|
V
|
Dari persamaan
di atas kita dapatkan koefisien tekanan cake
Dan keofisien
tekanan medium filter
Keterangan:
t = waktu
filtrasi (s)
V = volume
filtrat yang dihasilkan saat t (m3)
Rm = koefisien
medium filter (m-1)
A = luas total medium filter (m2)
Cs = konsentrasi
slurry (kg/m3)
Faktor-faktor yang
perlu dipertimbangkan ketika memilih jenis peralatan dan kondisi operasi adalah
:
1.
Sifat
fluida terutama viskositas, densitas, dan sifat korosinya
2.
Keadaan
dari partikel padat, ukuran dan bentuk, distribusi ukuran partikel dan
karakteristik
3.
Konsentrasi
partikel padat di suspensi
4.
Jumlah
dari seluruh bahan yang akan diproses dan nilainya
5.
Bagian
yang akan digunakan (padat, cair, keduanya)
6.
Perlu
tidaknya mencuci padatan yang telah tersaring
7.
Kontaminasi
yang berpengaruh besar pada produk jika terjadi kontak antara bahan dan
peralatan
8.
Ada
tidanya perlakuan lain sebelum proses filtrasi yang akan menbantu proses
filtarsi tersebut
Daftar pustaka
Tidak ada komentar:
Posting Komentar