LAPORAN PRAKTIKUM PILOT PLANT
FILTER PRESS
Disusun oleh:
Imanda Restika Sari
(140503090001)
Ratna Eka safitri
(140503090002)
Nur Komalasari
(140503090003)
Hendra Priana
(140503090004)
UNIVERSITAS PADJADJARAN FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM DIPLOMA 3 PROGRAM STUDI KIMIA INDUSTRI BANDUNG
2012
FILTER PRESS
I.
TUJUAN PERCOBAAN
1.1
Menghitung tahanan spesifik (α)
1.2
Menghitung tahanan ampas (Rc)
1.3
Menghitung tahanan filter medium (Rm)
1.4
Menghitung laju filtrasi (dV/dt)
1.5
Menghitung waktu filtrasi
II.
PRINSIP PERCOBAAN
2.1
Beda tahanan di antara kedua sel media filter
2.2
Tahanan media filter
2.3
Viskositas cairan
2.4
Luas permukaan cairan
III. TEORI Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, dimana zat padat itu tertahan. Pada industri, filtrasi ini meliputi ragam operasi mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Proses filtrasi di industri-industri digunakan secara luas dalam pabrik makanan, obat-obatan, kertas dan pengolahan limbah. Filtrasi juga merupakan proses pemisahan campuran heterogen antara fluida dan partikel-partikel padatan oleh media filter yang meloloskan fluida tetapi menahan partikel-partikel padatan. Proses filtrasi dilakukan apabila proses pemisahan padatan-cairan tidak dapat dilakukan dengan proses sedimentasi atau kecepatan pengendapannya lambat. Dalam operasi filtrasi menggunakan plate & frame dilakukan secara batch pada tekanan konstan. Filtrasi dapat terjadi karena adanya gaya dorong, misalnya, gravitasi, tekanan dan gaya sentrifugal. Daya dorong adalah perbedaan tekanan umpan masuk dikurangi tekanan umpan yang keluar. Press filter terdiri dari elemen-elemen filter (hingga mencapai 100 buah ) yang berdiri tegak atau terletak mendatar, disusun secara berdampingan atau satu di atas yang lain. Elemen-elemen ini terbuat dari pelat-pelat berair yang dilapisi kain filter dan disusun pada balok-balok luncur sehingga dapat digeser-geser. Dengan suatu bambu giling atau perlengkapan hidraulik, pelat-pelat itu dipres menjadi sat diantara bagian alat yang diam (bagian kepala) dan bagian yang
bergerak. Saluran masuk dan saluran keluar terdapat di bagian kepala (untuk sistem tertutup) atau saluran keluarnya di samping pelat-pelat (untuk sistem terbuka). Pemeriksaan filtrasi skala pilot plan/industri sebelum pengoperasian yaitu, peralatan filtrasi digunakan harus diperiksa dahulu supaya tidak terjadi hal-hal yang tidak diinginkan pada waktu beroperasi, misalnya penyaring tidak berfungsi secara optimum. Fluida mengalir melalui media penyaring karena adanya perbedaan tekanan yang melalui media tersebut.Pemeriksaan penyaring dilakukan agar dapat beroperasi pada: 1.
Tekanan di atas atmosfer pada bagian atas media penyaring
2.
Tekanan operasi pada bagian atas media penyaring
3.
Dan vakum pada bagian bawah Tekanan di atas atmosfer dapat dilaksanakan dengan gaya gravitasi pada
cairan dalam suatu kolom, dengan menggunakan pompa atau blower,atau dengan gaya sentrifugal. Dalam suatu penyaring gravitasi media penyaring bisa jadi tidak lebih baik daripada saringan (screen) kasar atau dengan unggun partikel kasar seperti pasir. Penyaring gravitasi dibatasi penggunaannya dalam industri untuk suatu aliran cairan kristal kasar,penjernihan air minum, dan pengolahan limbah cair. Kebanyakan penyaring industri adalah penyaring tekan, penyaring vakum, atau pemisah
sentrifugal.Penyaring
tersebut
beroperasi
secara
kontinyu
atau
diskontinyu, tergantung apakah buangan dari padatan tersaring tunak (steady) atau sebentar.
Sebagian besar siklus operasi dari penyaring diskontinyu, aliran fluida melalui peralatan secara kontinu, tetapi harus dihentikan secara periodik untuk membuang padatan terakumulasi. Dalam saringan kontinyu buangan padat atau fluida tidak dihentikan selama peralatan beroperasi. Macam-macam Filter yang digolngkan berdasarkan gaya dorong alami: a. Filter Gravitasi (Gravity Filter) - Merupakan tipe yang paling tua dan sederhana. - Filter ini tersusun atas tangki-tangki yang bagian bawahnya berlubang-lubang dan diisi dengan pasir-pasir berpori dimana fluida mengalir secara laminer. - Filter ini dugunakan untuk proses fluida dengan kuantitas yang besar dan ;l mengandung sedikit padatan. Contohnya : pada pemurnian air. - Tangki biasanya terbuat dari kayu, bata atau logam tetapi untuk pengolahan air biasa digunakan beton. Saluran dibagian bawah yang berlubang mengarah pada filtrat, saluran itu dilengkapi dengan pintu atau keran agar memungkinkan backwashing dari dasar pasir untuk menghilangkan padatan-padatan yang terakumulasi. Bagian bawah yang berlubang tertutup oleh batuan atau kerikil setinggi 1 ft atau lebih untuk menahan pasir. Pasir yang biasa digunakan dalam pengolahan air sebagai media filter adalah pasir-pasir kuarsa dalam bentuk yang seragam. Kokas yang dihancurkan biasanya digunakan untuk menyaring asam sulfur. Batu kapur biasanya digunakan untuk membersihkan cairan organik baik dalam filtrasi maupun adsorbsi (Hardojo, 1994). Hal yang harus diperhatikan dalam filter gravitasi, bongkahan bongkahan kasar (batu atau kerikil) diletakkan bagian atas balok berpori (cake) untuk
menahan materi-materi kecil yang ada di atasnya (pasir, dll). Materi yang berbeda ukurannya harus diletakkan dengan membentuk lapisan-lapisan sehingga dapat bercampur dan ukuran untuk setiap materi harusnya sama untuk menyediakan pori-pori dan kemampuan yang maksimal. b. Filter Pelat dan Bingkai Filter tekanan biasanya tersusun dari pelat-pelat dan bingkai-bingkai Pada filter ini pelat-pelat dan bingkai-bingkai disusun secara bergantian dengan filter kain dengan arah berkebalikan pada tiap pelat. Pemasangannya dilakukan secara bersamaan sebagai kesatuan gaya mekanik (oleh sekrup / secara hidrolik). Ada beberapa macam tipe bertekanan yang menggunakan pelat dan bingkai. Yang paling sederhana mempunyai salah satu saluran tunggal mengenali suspensi pada pencucian dan pembukaan tunggal pada setiap pelat untuk mangalirkan cairan (pada pengiriman terbuka). Tipe yang lain mempunyai saluran terpisah untuk membedakan suspensi dan air pencucian tetapi ada juga yang menggunakan saluran terpisah untuk memisahkan suspensi dan air pencucian (pada pengiriman tertutup). Saluran ini biasanya terdapat di pojok atau di tengah atau tepat di tengah. Padatan dalam suspensi berakumulasi dalam kain pada sisi sebaliknya dari pelat-pelat. Setelah beberapa waktu sebagian kecil ruang diantara pelat tersedia untuk suspensi, dan umpan dimatikan. Jika cake dicuci, fluida pencuci di dalamnya disalurkan ke dalam suspensi atau masukan campuran bi balik suspensi, masuk ke cake kurang lebih dari tengah bingkai, dan lewat menuju pelat pada kedua sisi. Setelah cake dicuci, aliran ini terhenti, gaya yang menahan pelat
dilepaskan, pelat dan bingkai terbuka seketika, dan cake dihilangkan atau dibuang ke dalam lubang di bawah penekan. Setelah pembuangan selesai, penekan ditutup lagi dengan memberikan gaya mekanik untuk mengunci pelat dan bingkai bersamaan, dan sebuah siklus baru filtrasi dimulai. Umpan suspensi masuk malalui saluran yang terbentuk dari lubang-lubang pada pojok kanan atas antara pelat dan bingkai. Dari saluran ini, suspensi masuk ke bingkai menuju ruang di antara pelat-pelat. Tekanan pada suspensi diumpankan pada proses penekanan untuk menghasilkan filtrat. Filtrat tersebut menuju ruangruang diantara kain dan pelat melalui kain-kain dari kedua sisi pelat ke keluaran yang berupa klep atau menuju saluran kedua yang dibentuk oleh lubang-lubang pada pojok lain dari pelat dan bingkai dengan keluaran yang didukung oleh pelatpelat tidak oleh bingkai. Pencucian dapat dikeluarkan terpisah dari filtrat dengan menyediakan kedua keluaran bawah melalui keran dan sebuah saluran terpisah pada pojok lainnya dari pelat. Pencucian sederhana adalah ketika pencucian mengalir melalui cake dengan jalan yang sama seperti filtrat. Ekspresi “through washing” atau “every other pelate washing” membutuhkan penggunaan dua tipe pelat yang berbeda. Pelat yang bukan pencuci (satu tombol) dan pelat pencuci (tiga tombol) diisikan dalam penekan diantara bingkai (dua tombol). Umpan memasuki bingkai seperti sebelumnya. Pencucian memasuki setiap pelat dan melewati dua cake pada bingkai di kedua sisi pelat, meninggalkan keran pada pelat bukan pencuci (satu tombol). Metode ini memerlukan klep yang tertutup pada pelat-pelat (tiga tombol) ke dalam masukan pencuci.
Semua tipe pelat ini dapat didesain untuk mengoperasikan pada pengiriman tertutup dengan menyediakan saluran ketiga yang dibentuk oleh lubang di sebelah pojok kanan bawah pelat dan bingkai. Empat saluran memungkinkan untuk mengoperasikan dengan menggunakan pengiriman tertutup dengan keluaran terpisah untuk filtrat dan pencucian. Umpan suspensi masuk ke setiap bingkai melalui saluran kanan atas (tidak ada pembukaan dari saluran ini ke pelat manapun). Filtrat meninggalkan setiap pelat menuju saluran kiri bawah bingkai penuh dengan cake. Pencucian masuk melalui saluran kiri atas ke setiap pelat menuju cake ganda di antara bingkai pada sisi lain pelat ini dan keluar melalui saluran kanan bawah pada pelat pengganti (satu tombol). Selama pencucian keran pada filtrat pada keluaran dan masukan pencucian tertutup. Penekan pelat dan bingkai sangat luas digunakan khususnya ketika cake sangat berharga dan ukurannya sangat kecil. Filter yang kontinyu menggantikan penekan pelat dan bingkai untuk banyak operasi berskala besar. Dalam filter press terdapat 2 tahanan, yaitu: - Tahanan ampas (tahanan padatan: besar tahanannya berubah, awalnya kecil dan lama-kelamaan akan menjadi besar. - Tahanan filter medium: besar tahanannya tetap selama operasi berlangsung (Jash, 1994). Pada filtrasi dengan pres filter horizontal, suspensi masuk pada bagian kepala melalui saluran yang terbentuk oleh lubang-lubang di bagian atas pelat. Pada pres filter bingkai, suspensi mengalir melalui bingkai-bingkai, sedangkan pada pres filter kamar, suspensi mengalir di antara pelat-pelat masuk ke dalam
ruang filtrasi yang sesungguhnya. Filtrat menerobos kedua sisi kain filter, kemudian mengalir di belakang kain filter sepanjang alur-alur pelat turun ke dalam saluran. Saluran ini juga terbentuk dari lubang-lubang pada pelat. Pada sistem tertutup filtrat keluar di bagian kepala, sedangkan pada sistem terbuka filtrat mengalir dari masing-masing pelat melalui sebuah kran ke dalam saluran terbuka yang terletak di luar alat pres. Seringkali cara kerja sistem tertutup maupun sistem terbuka dapat diterapkan pada alat yang sama dengan memasang saluran pembuangan khusus dan kran bercabang tiga.
Gambar 1. Alat filtrasi press Laju filtrasi diperoleh berdasarkan jumlah filtrat dan jumlah ampas yang didapat. Slurry yang masuk adalah jumlah dari filtrat yang keluar dan produk ampas yang terdapat di dalam filter. Kapasitas dari alatnya berupa jumlah filter, semakin banyak filter yang dipasang maka semakin besar kapasitasnya. Keuntungan filtrasi dengan saluran keluar yang terbuka adalah bila suatu kain filter mengalami kerusakan, maka gangguan ini segera dapat dilokalisir.
Sedangkan filtrasi dengan pembuangan tertutup sesuai untuk bahan-bahan yang mengandung racun, berbau atau bahan yang mudah terbakar (Mc Cabe, 1985). Proses
filtrasi
berdasarkan
jumlah
padatan
dalam
slurry
dapat
dikelompokkan menjadi dua golongan yaitu filter klarifikasi (clarifying filter) dan filter ampas ( cake filter ). a.
Filter klarifikasi digunakan untuk memisahkan zat padat yang kuantitasnya
kecil dan menghasilkan zat cair atau zat gas yang bersih. Filter klarifikasi juga dikenal sebagi filter hamparan tebal ( deep bed filter), karena partikel zat padat diperangkap di dalam medium filter dan umumnya tidak ada lapisan zat padat yang terlihat di permukaan medium filter. Filter klarifikasi untuk zat cair digunakan untuk pembersihan air dan menggunakan jenis filter kertas ( cartridge) yang berisi elemen filter,yang merupakan sederetan piring logam tipis dengan diameter antara 3 sampai 10 in tersusun secara vertical dengan jarak pisah yang sempit satu sama lain. Piring yang tersusun tersebut mempunyai poros berlubang vertical dan terpasang dalam tabung berbentuk silinder. Zat cair terkumpul pada bagian atas melalui poros berlubang tersebut sedang padatan yang terpisah terperangkap diantara piring-piring di dalam filter kertas. Filter klarifikasi untuk memisahkan campuran berupa koloid menggunakan Ultra filter dengan membrane yang halus. b.
Filter ampas digunakan untuk memisahkan campuran padat–cair (slurry)
dengan padatan yang cukup banyak sehingga membentuk ampas dan berfungsi sebagai penyaring. Pada awal proses padatan tertahan oleh medium filter dan untuk selanjutnya ampas berfungsi sebagai tahanan ampas yang besarnya
bergantung pada jumlah ampas yang terbentuk. Penurunan tekanan fluida melalui filter ampas (cake filter), perhatikan gambar berikut : Medium filter
Slurry
Filtrat
V m3/s
Cs Kg/m3
dL L Gambar 2. Penampang irisan aliran slurry melalui filter Gambar di atas merupakan penampang / irisan aliran slurry yang melalui filter ampas dan medium filter dengan luas permukaan A m2, selama waktu t(detik). Selama proses filtrasi dari awal sampai diperoleh filtrat pada t detik tersebut diperoleh: - volume filtrat V (m3,ft3) - tebal ampas L (m , ft) Dengan kecepatan linear filtrat sepanjang arah (yang melalui tebal ampas) tersebut : (m/dt ,ft/s) Aliran filtrat yang melalui hamparan ampas dapat digambarkan (dianalogikan)aliran fluida mengikuti hukum Poiseuile, dengan asumsi terjadi aliran laminer dalam suatu tabung. Proses filtrasi untuk industri proses antara lain industri kertas yaitu untuk proses penyaringan pulp, industri pengolahan air, industri kimia a.l: NaOH dan lain-lain.
IV.
ALAT DAN BAHAN
4.1
Alat yang digunakan - Alat plate & frame filter press - Kain filter - Kunci pipa - Kunci sambungan flens - Penggaris - Pompa - Selang air - Stopwatch - Tangki slurry
4.2
Bahan yang digunakan - Air (H2O) - Padatan kapur (CaCO3)
V.
PROSEDUR
5.1
Pembuatan umpan atau larutan suspensi (slurry) konsentrasi 1% Air dimasukan ke dalam tangki slurry sampai volumenya ±80%. Kemudian
di ukur diameter dan tinggi air dalam tangki, setelah itu dihitung volume air dalam tangki. Lalu dibuat slurry dengan konsentrasi 1%, kemudian ditimbang padatan kapur (CaCO3) sebanyak 151,6 kg. setelah itu padatan kapur dimasukan ke dalam tangki slurry dan diaduk sampai homogen. Kemudian diukur densitas slurry dengan menimbang slurry sebanyak 2 L. 5.2
Persiapan alat atau unit Instalasi plate dan frame filter dipasang seperti susunan pada gambar yang
tertera pada modul, kemudian filter dipasangkan pada frame. Lalu susunan plate dan frame filter press dirapatkan dengan cara ditekan. Setelah itu diperiksa penyambungan pipa-pipa, tangki-pompa, pompa-unit dan unit pembuangan. 5.3
Pelaksanaan proses Pompa dihidupkan, lalu di buka katup umpan slurry sampai bukaan katup
penuh. Kemudian di baca tekanan slurry masuk dan filtrat keluar pada manometer gauge. Lalu diatur katup pada pompa, setelah itu didiamkan selama beberapa menit sampai perbedaan tekanan konstan. Kemudian ditampung filtrat yang keluar dan dicatat waktu yang dibutuhkan untuk menampung setiap 2 L filtrat, dilakukan sampai volume total penampungan filtrat 20 L. Lalu pompa dimatikan dan katup umpan slurry ditutup. Setelah itu di buka susunan plate dan frame filter press, lalu dibersihkan frame filter. Kemudian dilakukan proses yang sama untuk tekanan yang berbeda.
VI. DATA PENGAMATAN 6.1
Data percobaan pertama (∆P= 0,3 barG) V
t
t/V
(m )
(s)
(s/m3)
2x10-3 4x10-3 6 x10-3 8 x10-3 10 x10-3 12 x10-3 14 x10-3 16 x10-3 18 x10-3 20 x10-3
52,34 87 141,6 198 252,6 307,2 362,4 392,4 444 494,4
26170 21750 23600 24750 25260 25600 25885,7143 24525 24666,6667 24720
3
6.2
Data percobaan kedua (∆P= 0,5 barG) V
t
t/V
(m3)
(s)
(s/m3)
2x10-3 4 x10-3 6 x10-3 8 x10-3 10 x10-3 12 x10-3 14 x10-3 16 x10-3 18 x10-3 20 x10-3
30,25 58,04 78,6 120 141,6 192 215,4 264 330,6 372
15125 14510 13100 15000 14160 16000 15385,7143 16500 18366,6667 18600
6.3
Data percobaan kedua (∆P= 0,6 barG) V
t
t/V
(m )
(s)
(s/m3)
2x10-3 4 x10-3 6 x10-3 8 x10-3 10 x10-3 12 x10-3 14 x10-3 16 x10-3 18 x10-3 20 x10-3
22,575 50,84 70,2 87,6 130,2 148,2 195,6 247,8 300,6 330
11287,5 12710 11700 10950 13020 12350 13971,4286 15487,5 16700 16500
3
VII. 7.1
GRAFIK Grafik percobaan pertama (∆P= 0,3 barG)
Grafik t/V terhadap V
30,000
y = 47,693.36x + 24,168.11
25,000
t/V (s/m3)
20,000 15,000 10,000 5,000 0 0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
V (m3)
Grafik percobaan kedua (∆P= 0,5 barG)
Grafik t/V terhadap V 18,000 y = 309,619.05x + 10,061.83
16,000 14,000 t/V (s/m3)
7.2
12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 0
0.005
0.01
0.015 V (m3)
0.02
0.025
Grafik percobaan kedua (∆P= 0,6 barG) 20000 18000
y = 237178x + 13066
16000 14000 t/V (s/m3)
7.3
12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 0
0.005
0.01
0.015 V
(m3)
0.02
0.025
VIII. PERHITUNGAN 8.1
Penentuan konsentrasi padatan dalam slurry
8.2
Penentuan luas total filter yang digunakan (A) ⁄
⁄
8.3
Penentuan slope dari grafik (KP/2)
8.3.1 Pada percobaan pertama (∆P= 0,3 barG) Dari integrasi linear (y= a+bx) diperoleh: a = 2,4168x104 (intersep)
b = 4,7693x104 (slope)
⁄ 8.3.2 Pada percobaan kedua (∆P= 0,5 barG) Dari integrasi linear (y= a+bx) diperoleh: a = 1,0062x104 (intersep) b = 3,09619x105 (slope)
⁄ 8.3.3 Pada percobaan ketiga (∆P= 0,6 barG) Dari integrasi linear (y= a+bx) diperoleh: a = 1,3066x104 (intersep) b = 2,37178x105 (slope)
⁄
8.4
Penentuan tahanan spesifik ampas (α)
8.4.1 Pada percobaan pertama (∆P= 0,3 barG) Dik : μ = 1 cp = 10-3 Pa.s ∆P = 0,3 bar G = 0,3 + 1,0132 = 1,3132 bar(abs) (
=
)
(
)
= 1,3132 x 105 Pa Dit
: α?
Jawab: (
) (
)
(
⁄
) ⁄
⁄ 8.4.2 Pada percobaan kedua (∆P= 0,5 barG) Dik : μ = 1 cp = 10-3 Pa.s ∆P = 0,5 bar G = 0,5 + 1,0132 = 1,5132 bar(abs) =
(
= 1,5132 x 105 Pa Dit
: α?
)
(
)
Jawab: (
) (
)
(
⁄
) ⁄
⁄ 8.4.3 Pada percobaan ketiga (∆P= 0,6 barG) Dik : μ = 1 cp = 10-3 Pa.s ∆P = 0,6 bar G = 0,6 + 1,0132 = 1,6132 bar(abs) (
=
)
(
)
= 1,6132 x 105 Pa Dit
: α?
Jawab: (
) (
)
(
⁄
) ⁄
⁄
8.5
Penentuan tahanan cake (Rc)
8.5.1 Pada percobaan pertama (∆P= 0,3 barG)
⁄
⁄
8.5.2 Pada percobaan kedua (∆P= 0,5 barG)
⁄
⁄
8.5.3 Pada percobaan ketiga (∆P= 0,6 barG)
⁄
⁄
8.6
Penentuan intersep (B)
8.6.1 Pada percobaan pertama (∆P= 0,3 barG) Dari integrasi linear (y= a+bx) diperoleh: a = 2,4168x104 (intersep) b = 4,7693x104 (slope) B= intersep= 2,4168x104 s/m3 8.6.2 Pada percobaan kedua (∆P = 0,5 barG) Dari integrasi linear (y= a+bx) diperoleh: a = 1,0062x104 (intersep) b = 3,09619x105 (slope) B= intersep= 1,0062x104 s/m3 8.6.3 Pada percobaan ketiga (∆P = 0,6 barG) Dari integrasi linear (y= a+bx) diperoleh: a = 1,3066x104 (intersep) b = 2,37178x105 (slope) B= intersep= 1,3066x104 s/m3
8.7
Penentuan tahanan media filter (Rm)
8.7.1 Pada percobaan pertama (∆P= 0, 3 barG) (
) (
)
⁄
8.7.2 Pada percobaan kedua (∆P= 0,5 barG)
(
) (
)
⁄
8.7.3 Pada percobaan ketiga (∆P= 0,6 barG)
(
) (
)
⁄
8.8
Penentuan waktu filtrasi
8.8.1 Pada percobaan pertama (∆P= 0,3 barG) ( (
) ⁄
(
) )
(
⁄
(
)
)
8.8.2 Pada percobaan kedua (∆P= 0,5 barG)
(
) ⁄
(
(
) )
(
(
⁄
)
8.8.3 Pada percobaan ketiga (∆P=0,6 barG)
(
) ⁄
(
8.9
(
) )
(
⁄
Penentuan laju filtrasi
8.9.1 Pada percobaan pertama (∆P=0,3 barG) ( (
) )
(
)
⁄
(
)
)
)
8.9.2 Pada percobaan kedua (∆P= 0,5 barG) (
) )
(
(
)
)
⁄
8.9.3 Pada percobaan ketiga (∆P= 0,6 barG) ( (
) )
(
)
⁄
IX. PEMBAHASAN Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, dimana zat padat itu tertahan. Proses ini dilakukan jika padatan dan cairan tidak dapat dipisahkan dengan cara sedimentasi. Proses filtrasi ini bertujuan untuk mengurangi kadar air sehingga diperoleh cairan yang jernih. Proses filtrasi pada industri-industri digunakan secara luas dalam pabrik makanan, obat-obatan, kertas dan pengolahan limbah. Filter Press yaitu salah satu mesin penyaring yang berguna untuk menyaring dan memisahkan antara padatan dan air (dewatering equipment), pada intinya mesin ini dapat berfungsi sebagai mesin pemeras atau mesin pengurang kadar air. Mesin ini dapat digunakan untuk pengolahan juice, gula, industri keramik, pengolahan limbah dan lain – lain. Percobaan ini sebagai umpannya digunakan larutan kapur yang masuk ke press melalui sebuah lubang di tiap frame dan filtrat akan melalui kain di masingmasing sisi dan membentuk dua lapisan padatan yang biasa disebut cake. Pada tiap ruangan kosong secara bersamaan dan akan saling bertemu jika ruangan sudah penuh pada waktu tertentu. Dalam proses filtrasi, terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi daya filtrasi diantaranya perbedaan tekanan di kedua sisi media filter dan viskositas larutan. Perbedaan tekanan di kedua sisi media filter merupakan gaya pendorong suatu larutan suspensi di mana gaya pendorong ini mampu mempengaruhi waktu filtrasi. Semakin besar gaya pendorong maka semakin kecil waktu yang
diperlukan untuk memfiltrasi larutan suspensi. Bila dalam proses filtrasi tidak terdapat perbedaan tekanan maka larutan suspensi yang akan difiltrasi tidak mengalir sehingga zat padat yang terlarut dalam larutan tidak akan terpisah. Perbedaan tekanan ini diperoleh dengan bantuan pompa. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses filtrasi: a.
Tahanan media filter Tahanan media filter semakin kecil bila aliran yang menembusnya berdiameter besar atau kapiler besar yang juga jumlah kapiler per satuan luas semakin sedikit. Semakin tipis dan kasar media filter menyebabkan semakin besar daya filtrasinya. Dengan melihat ukuran partikel yang akan dipisahkan diharapkan media filter memiliki pori-pori yang besar. Pada percobaan ini menggunakan kain sebagai penyaring dan dianggap cocok sebagai media saringan yang memiliki sifat meresap, sehingga dapat menyaring kapur dan meresap air.
b.
Luas permukaan filter Jumlah filter per satuan waktu berbanding lurus dengan luas permukaan media filter, jadi semakin besar luas media maka semakin besar pula daya filtrasi.
c.
Tahanan cake Cake yang berfungsi sebagai filter memberikan tahanan terhadap aliran cairan yang menembusnya. Dimana semakin lama proses filtrasi maka cake yang terbentuk semakin tebal sehingga laju aliran menurun. Filtrat yang diperoleh pada awal penyaringan kurang jernih namun setelah adanya cake
didapatkan filtrat yang lebih jernih walau dengan laju aliran yang lebih lambat. d.
Viskositas Laju filtrasi dipengaruhi oleh viskositas larutan, dimana bila viskositas kecil maka laju filtrasi cepat dan bila viskositas tinggi laju filtrasi lambat.
e.
Volume slurry Semakin banyak volume slurry maka waktu filtrasi semakin lama.
f.
Beda tekanan antara kedua media filter Beda tekanan (P1 dan P2) adalah gaya pendorong pada tiap proses filtrasi. Daya filtrasi sebanding dengan beda tekanan dengan adanya pompa yang menghasilkan tekanan, dimana semakin lama tekanan akan menurun dari umpan yang diberikan. Dari grafik pada percobaan pertama didapatkan hasil bahwa pada
penampungan pertama grafik menurun akan tetapi pada penampungan berikutnya didapatkan grafik yang meningkat. Peningkatan grafik ini disebabkan karena volume filtrat yang ditampung berbanding lurus dengan waktu penampungn filtrat, semakin banyak filtrat yang ditampung maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk menampung filtrat. Dari grafik percobaan kedua, didapatkan grafik yang meningkat secara bertahap, hal ini di karenakan adanya pengaruh perbedaan tekanan pada percobaan pertama dan kedua. Dimana pada percobaan kedua dengan perbedaan tekanan sebesar 5 barG, laju alir dari filtrat lebih cepat dibandingkan dengan percobaan pertama. Disebabkan adanya daya tahan dari plate dan frame
tersebut.adanya perbedaan tekanan dalam percobaan ini karena untuk mengetahui perbedaan tekanan umpan masuk dengan filtrat yang keluar. Dalam proses filtrasi ini, proses dikatakan baik apabila di dapatkan filtrat yang jernih, dan tidak adanya kebocoran. Namun, dalam percobaan ini di dapatkan kebocoran akibat pipa aliran filtrat tidak lurus, sehingga karet penahan antar frame tidak dapat menahan aliran filtrat, yang mengakibatkan kebocoran. Keuntungan Filter Press yaitu sangat mudah digunakan, memiliki sistem dengan mekanisme yang sederhana sehingga pengoperasian dan pengeluaran cake menjadi lebih mudah, mudah untuk menambah atau mengurangi kapasitas cake yang diinginkan dengan menambahkan atau mengurangi plate filter dalam unit filter press, ekonomis.
ANALISIS DATA Pada praktikum filter press ini dilakukan pemisah an slurry campuran air dan kapur dengan konsentrasi slurry sebesar 1%. Driving force yang d i g u n a k a n i a l a h t e k a n a n k a r e n a a d a n ya p l a t e a n d frame
ya n g d i t e k a n
sehingga terjadi pemisahan dimana slurry akan
menempel pada media filter dan filtrate akan terbawa aliran pada frame dan menuju penampung. D a r i dilihat
semakin
data
volume
pngamatan
ya n g
didapat
dapat
tertampung banyak maka waktu dalam
menampung air tersebut semakin lama karena slurry yang menempel menjadi media filter. Pada praktek inidilakukan var iasi perbedaan tekanan yaitu 0,3 bar, 0,5 bar, 0,6 bar. Dengan kenaikan perbedaan
tekanan, maka waktu yang dibutuhkanakan lebih cepat. Apabila dilihat dari p e r h i t u n g a n , p a d a t e k a n a n 0 , 5 b a r m e m i l i k i n i l a i R m ya n g lebih besar d i b a n d i n g d e n g a n p a d a t e k a n a n 0 . 5 d a n 0 , 6 b a r , dan pada grafik dapat dilihat bahwa dengan tekanan 0,3 bar memiliki nilai tahanan ampas dan tahanan media filter yang paling besar dibanding dengan yang lain, seharusnya seiring dengan naiknya tekanan akan menghasilkan tahanan ampas dan media filter yang lebih besar pula. Tetapi dengan tekanan yang terlalu besar justru akan menurunkan tahanan ampas dan tahanan media filter, hal ini disebabkan karena dengan perbedaan tekanan yang terlalu besar justru akan menimbulkan kebocoran pada alat. Pada penggunaan alat ini perlu diperhatikan hal-hal seperti berikut :media filter harus dipasang setepat mungkin karena apabila terjadi pergeseran akan menyebabkan kebocoran, selain itu untuk mendapatkan aliran filter yang baik, keluaran dari tangki pencampuran harus optimum.
X.
KESIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan didapatkan:
1.
Tahanan spesifik ampas (α) pada percobaan pertama (∆P=0,3 barG) sebesar 9,9747x109 m⁄kg, percobaan kedua (∆P=0,5 barG) sebesar 7,4031x1010 m⁄kg, dan pada percobaan ketiga (∆P=0,6 barG) sebesar 6,0458x1010 m⁄kg.
2.
Tahanan ampas (Rc) pada percobaan pertama (∆P=0,3 barG) sebesar 2,1514x1010 m-1, percobaan kedua (∆P=0.5 barG) sebesar 1,5967×1011 m-1, dan pada percobaan ketiga (∆P=0,6 barG) sebesar 1,3040×1011 m-1.
3.
Tahana filter medium (Rm) pada percobaan pertama (∆P=0,3 barG) sebesar 2,7040x1015 m-1, percobaan kedua (∆P=0,5 barG) sebesar 1,2972x1015 m-1, dan pada percobaan ketiga (∆P=0,6 barG) sebesar 1,7959x1015 m-1.
4.
Laju filtrasi (dV/dt) pada percobaan pertama (∆P=0,3 barG) sebesar 4,1377x1011 m3⁄s, percobaan kedua (∆P=0,5 barG) sebesar 9,9372x1015 m3⁄s, dan pada percobaan ketiga (∆P=0,6 barG) sebesar 7,6528x1015 m3⁄s.
5.
Waktu filtrasi pada percobaan pertama (∆P=0,3 barG) sebesar 502,4374 s, percobaan kedua (∆P=0,5barG) sebesar 325,0860 s, dan pada percobaan ketiga (∆P=0,6 barG) sebesar 356,1912 s.
DAFTAR PUSTAKA
Hardojo, L. 1994. Teknologi Kimia. Jilid II. Cetakan pertama. Jakarta:Pradnya Paramitha. Jash, E., MSc. 1994. Operasi Teknik Kimia. Jilid I. Jakarta:Erlangga. McCabe, Warren, Julian C. Smith, Petter Horriot. 1985. Unit Operations Chemical Engineering. Fourth edition. NewYork:Mc Graw Hill Book Company.
