Selasa, 18 Desember 2012

filter testing unit



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 :
.....................................................................(1)
Persamaan tersebut diintegralkan menjadi :
 ....................................................(2)
.........................(3)
dimana :   dan   
Persamaan ketiga disederhanakan menjadi:
...............................................................................................(4)
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
  .........................................................................................(5)
Dan keofisien tekanan medium filter
 ..........................................................................................(6)
 ........................................................................................(7)
 
 .................................................................................(8)
 
Keterangan:
t  =          waktu filtrasi  (s)
V            =          volume filtrat yang dihasilkan saat t (m3)
           =          koefisien tekanan cake (m/kg)
Rm         =          koefisien medium filter (m-1)
             =          viskositas filtrat (Pa s atau kg/ms)
A                        =          luas total medium filter (m2)
         =          perbedaan tekanan (N/m2 atau kg/ms2)
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