LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA “ FILTRASI “
Disusun Oleh : Kelompok 1B Fenn Fenn K!is"in# K!is"in# $11% $11%&1%' &1%' (#lih S#"!io
$11%&1)'
AKADEMI KIMIA INDUSTRI SANTO PAULUS SEMARAN( *&1) 1+ Tu,u#n ,u#n
Untuk Untuk menget mengetahu ahuii pengar pengaruh uh jumlah jumlah plate plate dan frame frame yang yang diguna digunakan kan terhadap banyaknya filtrate yang keluar tiap satuan waktu dan membandingkan waktu filtrasi teoritis (t teoritis) dengan waktu filtrasi percobaan (t praktek).
*+ D#s#! D#s#! Teo!i
Filtrasi adalah operasi dimana campuran heterogen antara fluida dan partikel solid dipisahkan oleh filter medium dimana aliran fluida diizinkan tapi menahan partikel solidnya. Filtrasi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain banyaknya plate dan frame yang digunakan, konsentrasi slurry, filter medium yang digunakan dan masih banyak lagi. Faktor-faktor tersebut berpengaruh terhadap banyaknya filtrat yang dihasilkan, kejernihan dan kemurnian filtrat. Untuk memperoleh hasil penyaringan yang lebih sempurna, terutama apabila
partikel-partikel
yang
akan dipisahkan berukuran
halus, kita
pergunakan filter aid / filter cloth. Filter aid / filter cloth adalah berupa kain kertas saring yang berfungsi sebagai filter penolong (pembantu). !liran sebelum melalui filter medium disebut up stream, sedangkan aliran setelah melalui medium disebut down stream. "etelah proses filtrasi berlangsung, maka akan terjadi pengendapan oleh cake pada filter medium. #engendapan cake ini menyebabkan aliran zat cair filtrat makin lama makin lambat karena tertahan oleh cake. Untuk menghindari hal tersebut, diusahakan agar ada perbedaan tekanan antara up stream dengan down stream. $ara memperoleh perbedaan tekanan (%#) & pompa tekan (pada up stream), pompa vacuum (pada down stream), gaya sentrifugal. Filtrasi adalah proses pemisahan dari suatu campuran antara zat padat dengan zat cair atau gas yang dipisahkan oleh suatu membran ( filter medium). 'ujuan dari filtrasi adalah & . Untuk memperoleh zat padatnya, sehingga zat padat yang sudah dipisahkan perlu dicuci. . Untuk memperoleh zat cair (filtrat), dalam hal ini zat cair yang tertinggal dalam zat padat diusahakan sekecil-kecilnya. *. Untuk memperoleh kedua-duanya karena semua bermanfaat. +enis-jenis #eralatan Filtrasi a. Sand Filter, #eralatan filtrasi ini digunakan pada saat dimana sejumlah kecil dari padatan akan dipisahkan dari cairan dalam jumlah besar. edium filter ini terdiri dari batu kerikil kasar serta pasir halus yang bertindak sebagai medium filter yang sebenarnya. !ir diumpankan dari atas melalui baffle dan filtratnya ditampung pada bagian dasar. Filtrasi berlangsung sampai endapan
partikel dari saringan penyumbat pasir dan laju alirnya menurun. Untuk itu diperlukan backwash dengan cara memasukkan air dengan arah yang berlawanan dengan pemasukan umpan. b. Plate and Frame Filter, #eralatan filter ini terdiri dari plate and frame yang tersusun bersama dengan suatu filter cloth, dimana plate memiliki saluran untuk mengeluarkan cairan filtrate jernih kemasing-masing plate. Umpan slurry dimasukkan melalui saluran menuju frame yang terbuka sehingga slurry tersebut memenuhi frame. Filtrate mengalir di antara cloth dan padatan akan membentuk cake pada bagian frame dari cloth. Filtrat mengalir di antara filter cloth dan permukaan plate menuju saluran pengeluaran. Filtrasi berlangsung sampai frame dipenuhi oleh padatan, kemudian dilakukan pencucian sehingga cake akan meninggalkan plate. isinilah terdapat saluran terpisah untuk memasukkan air pencucian cloth pada setiap sistem dari frame dan keluar melalui saluran pembuangan. c. Leaf Filter, dirancang untuk sejumlah besar slurry dengan pencucian yang lebih efisien. #ada alat filtrasi ini slurry memasuki tangki dan ditekan sehinggga menerobos filter cloth dimana cake akan terdeposit kesisi luar dari leaf. Untuk memisahkan cake maka shell harus dibuka dan kadangkadang diberikan udara dengan arah yang berlawanan kedalam leaf untuk mengeluarkan cake. d. Continuos Rotary acum !rum Filter , +enis ini merupakan peralatan yang berguna untuk penyaringan, pencucian, dan pengeluaran cake dalam urutan yang kontinu. imana drum dilengkapi dengan sebuah medium filter serta drum berputar dimana suatu katup otomatis yang berada ditengah membantu menjalankan penyaringan, pencucian, dan pengeluaran cake. e. edia Filter untuk filtrasi sering digunakan untuk memisahkan padatan yang akan tersaring dari slurry dan menghasilkan filtrat yang jernih. #orosnya juga tidak mudah tersumbat sehingga laju filtrat cepat. edia filter harus dapat memisahkan cake secara mudah dan bersih dan harus tahan secara kimia terhadap larutan-larutan yang digunakan. (odul #ercobaan ) erdasarkan cara memperoleh pressure dropnya, filter dibedakan menjadi &
".
Filter vacuum Filter vacuum, %# ( pressure drop) disebabkan oleh isapan misalnya dengan pompa vacuum pada dischar#e (down streamnya) dan akibat gaya gra/itasi. Filter vacuum digunakan untuk slurry yang zat padatnya berbentuk jonjot-jonjot slurry encer (/iskositas rendah) yang zat padatnya keras. +enis yang banyak dijumpai adalah Rotary !rum Filter acuum yang merupakan continue vacuum filter . +enis filter ini untuk kapasitas yang besar dan aliran feed nya dituntut kontinyu.
$.
Filter pressure Pressure dropnya (%#) diperoleh dengan pompa tekan yang dipasang pada up streamnya, bekerja secara batch / semi batch. Filter pressure digunakan bila & -
Filtratnya mempunyai /iscositas yang tinggi.
-
iperlukan daya dorong (drivin# force) yang besar.
-
Untuk mendapatkan kecepatan filtrasi yang lebih tinggi.
-
Filtratnya mudah menguap, dengan maksud untuk menahan tekanan filtrat.
acam-macam filter pressure & a.
%ed filter, menggunakan filter medium berlapislapis, terdiri dari pasir halus, pasir kasar, kerikil halus dan kerikil kasar. iasanya digunakan dalam filterin# water supply tetapi dapat digunakan dalam penjenuhan larutan asam basa.
b.
%a# filter, untuk memisahkan debu (zat padat) dari udara. #enggunaan ba# filter dimaksudkan untuk mendapatkan filterin# area yang besar. #roses filtrasinya tergantung dari kantung yang digunakan, yang terkenal adalah &aylor %a# Filter .
c.
Leaf filter pressure
d.
Porous filter
e.
Plate and frame filter pressure, terdiri dari plate dan frame yang berbentuk bujur sangkar lingkaran yang tersusun secara seri. iantara plate dan frame terdapat filter cloth yang berupakain kan/as.
"etiap frame merupakan suatu ruangan yang dibatasi dengan filter cloth di kedua sisinya. 'ahapan proses filtrasi menggunakan plate and frame filter & . #engisian Feed / slurry dialirkan dari samping sebelah bawah, kemudian masuk kedalam ruang frame. 0arena pada dinding frame terdapat filter cloth, maka zat padatnya (cake) akan tertahan diruang frame sedang filtratnya dapat menembus filter cloth kemudian melalui plate terus keluar. . #encucian $ake yang tertinggal di ruang frame kadang-kadang perlu dicuci dahulu tergantung dari tujuan filtrasinya. *. #embongkaran dan pemasangan kembali !pabila cake yang tertahan sudah cukup banyak sehingga filtrat yang keluar sudah tidak ekonomis lagi maka proses filtrasi dihentikan, bila perlu frame dibongkar agar cake bisa dicuci ditiriskan baru kemudian dipasang kembali. 1ariabel-/ariabel yang mempengaruhi kecepatan filtrasi & .
2uas permukaan filter ( filterin# area), semakin luas permukaan filter maka cake yang tertahan semakin tipis sehingga kecepatan filter semakin besar.
.
#erbedaan tekanan ( pressure drop) yang tergantung dari drivin# forcenya.
*.
'ahanan filter medium (luas filter medium, tebal filter medium, porositasdari filter medium).
3.
1iskositas dan konsentrasi slurry, semakin tinggi /iskositas dan konsentrasinya maka semakin kecil kecepatan filtrasinya.
4.
'ahanan pada cake, tahanan cake semakin besar maka kecepatan filtrasi semakin lambat.
Slurry dapatdibedakanmenjadi macam &
.
bila feed slurry merupakan cairan yang pekat, mengandung lebih dari 5 solid disebut slurry pekat, proses filtrasinya disebut cake filtration.
.
bila feed / slurry merupakan cairan encer yang mengandung kurang dari 5 solid, prosesnya disebut filter medium filtration, biasanya diperlukan filter aid .
6umus yang digunakan untuk menghitung waktu filtrasi &
(#ersamaan dibuku rown hal. 34) imana &
t
7 waktu yang dibutuhkanuntuk proses filtrasi
$/
7 banyaknyakombinasi
1
7 1olume filtrate
!
7 luaspermukaan filter medium
1e didapat dari nilai intercept dibagi slope. "lope
& $/! (-%#)
8ntercept
& 1e $/! (-%#)
dimana %# 7 tekanan pressure drop dan 1e 7 /olume filtrate e9ui/alen "ehingga persamaan untuk meghitung t menjadi & t 7 slope (1 :11e)
%+ Me"o-olo.i
a.
!lat & - 6angkaian filtrasi plate ; frame -
b.
c.
-
Filter cloth (kain saring) "topwatch 'angki #engaduk
ahan & - !ir - $a$>* #rosedur kerja . enyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
. erangkai plate dan frame sesuai kebutuhan /ariabel serta memasang filter cloth pada frame penahan. *. enyalakan pompa lalu dipancing terlebih dahulu menggunakan air biasa. 3. enimbang $a$>* sesuai kebutuhan. 4. asukkan $a$>* kedalam tangki penampung dan diaduk terus. ?. enyiapkan stopwatch dan tempat untuk menampung filtrate. @. engukur /olume dan waktu saat filtrate keluar dari rangkaian alat filtrasi plate ; frame. A. embuat tabel data waktudan /olume. B. Citung t praktek dan t teoritis proses filtrasi. /+ D#"# Pen.#m#"#n a. 0adar kapur 5, menggunakan * plate dan frame
t (menit) 4 E 4 E 4 b.
Dt (menit) 4 4 4 4 4
D1 (liter) B,* ?,A 4,? 3,3A *,4
E,4*@? E,@*4 E,ABA ,? ,3A?
0adar kapur ,4 5, menggunakan * plate dan frame t (menit) 4 E 4 E 4 *E *4 3E 34
c.
1 (liter) B,* ?, ,@ ?,A B,?A
1 (liter) B,B ?,@ , ?,3 *E, **,* *?, *A,@ 3E,@
Dt (menit) 4 4 4 4 4 4 4 4 4
D1 (liter) B,B ?,A 4,3 3,* *,@ *, ,B ,4 ,E
E,4E4E E,@*4* E,B4B ,?A ,*4* ,4?4 ,@* ,E ,4
0adar kapur 5, menggunakan 3 plate dan * frame t (menit) 4 E 4 E 4
1 (liter) @,B 3,@4 E,34 4,4 B,E
Dt (menit) 4 4 4 4 4
D1 (liter) @,B ?,A4 4,@ 3,A *,@4
E,?*B E,@BB E,A@@ ,E3@ ,****
d.
0adar kapur ,4 5, menggunakan 3 plate dan * frame t (menit) 4 E 4 E 4 *E *4 3E
1 (liter) B, ?, ,@ ?,4 B,A* *,B? *4,4? *@,A?
Dt (menit) 4 4 4 4 4 4 4 4
D1 (liter) B, @, 4,4 3,44 *,4A *,* ,? ,*
E,43B3 E,@E3 E,BEB ,EBAB ,*B?? ,4B@3 ,B* ,@*B
)+ Pem0#h#s#n #ada praktikum filtrasi, rangkaian alat yang digunakan yaitu filtrasi plate
and frame, praktikum dilakukan untuk memisahkan air dan $a$> * dengan /ariabel (kadar $a$>* 5 dan ,4 5) yang dilewatkan pada rangkaian filtrasi plate and frame dengan /ariabel (* plate dan frame, serta 3 plate dan * frame). Filtrat yang keluar dari rangkaian alat filtrasi ditampung tiap 4 menit dan diukur /olume yang keluar. #late dan frame filter press terdiri dari plate dan frame yang tergabung dengan kain saring pada tiap sisi plate. #late memiliki saluran sehingga filtrat jernih dapat melewati tiap plate. "lurry dipompa menuju plate dan frame dan mengalir melalui saluran pada frame sehingga slurry memenuhi frame. Filtrat mengalir melalui kain saring dan padatan menumpuk dalam bentuk cake pada kain saring. Filtrat mengalir antara kain saring dan plate melalui saluran keluar. #roses filtrasi berlangsung sampai frame dipenuhi dengan padatan. 0etika frame sudah penuh dengan padatan, plate dan frame dipisahkan, dan cake dipindahkan. 0emudian filter dirangkai lagi dan proses dilakukan lagi. alam proses filtrasi ada beberapa faktor yang mempengaruhi filtrasi . 'ekanan (#ressure drop), semakin tinggi tekanan semakin cepat proses filtrasinya dan tergantung pada dri/ing forcenya. . 1iskositas slurry, semakin tinggki /iskositas slurry maka aliran fluidanya akan semakin lambat. *. 'emperature, adanya perubahan suhu dari air yang akan di filtrasi,akan menyebabkan massa jenis , /iscositas akan mengalami perubahan.
3. 0epekatan atau kadar padatan didalam slurry, kadar padatan yang sangat mempengaruhi efisiensi dari filtrasi. 4. 2uas filter medium ?. Ukuran partikel @. #orositas filter medium + Kesimpul#n alam praktikum filtrasi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu tekanan,
/iskositas slurry, temperatur, kepekatan kadar padatan dalam slurry, luas filter medium, ukuran partikel dan porositas dari filter medium. an dari hasil praktikum filtrasi ini jumlah /olume yang dihasilkan berbeda karena kadar padatan dalam slurry dan rangkaian plate and frame filter press yang berbeda. 2+ D#3"#! Pus"#k#
rown, =. =., et al. B@A. 'nit (peration. perasi 'eknik 0imia +urusan 'eknik 0imia Fakultas 'eknik Uni/ersitas "yiah 0uala.
engetahui,
"emarang, 4
osen #embimbing,
#raktikan,
(8r. "ri "utanti, . Hng)
(Fenny 0ristina) (=alih "atriyo.) LAMPIRAN
Pe!hi"un.#n #+ Pe!4o0##n I $k#-#! 5#5O% 1 67 men..un#k#n % Pl#"e -#n * F!#me' asis 4E kg slurry
$a$>*
4EE gram $a$> *
→
!ir 7 4E kg I E,4 kg 7 3B,4 kg air
$ake yang dihasilkan 7
gr
a. slope 7 E,E3 dan intercept 7 E,EB b. 1e 7 t7 7 7 E,@AB menit
0+ Pe!4o0##n I $k#-#! 5#5O% 17) 67 men..un#k#n % Pl#"e -#n * F!#me' asis 4E kg slurry
$a$>*
@4E gram $a$> *
→
!ir 7 4E kg I E,@4 kg 7 3B,4 kg air
$ake yang dihasilkan 7
gr
a. slope 7 E,E4A dan intercept 7 - E,? b. 1e 7 t7 7 7 *@,3E menit
4+ Pe!4o0##n II $k#-#! 5#5O% 1 67 men..un#k#n / Pl#"e -#n % F!#me' asis 4E kg slurry
$a$>*
4EE gram $a$> *
→
!ir 7 4E kg I E,4 kg 7 3B,4 kg air
$ake yang dihasilkan 7
gr
a. slope 7 E,E* dan intercept 7 E,*3 b. 1e 7 t7 7 7 ,33 menit
-+ Pe!4o0##n II $k#-#! 5#5O% 17) 67 men..un#k#n / Pl#"e -#n % F!#me' asis 4E kg slurry
$a$>*
@4E gram $a$> *
→
!ir 7 4E kg I E,@4 kg 7 3B,4 kg air
$ake yang dihasilkan 7
gr
a. slope 7 E,E44 dan intercept 7 -E,@E b. 1e 7 t7 7 7 *,BA@ menit