FILTRASI CaCO3 MENGGUNAKAN FILTER PLATE & FRAME DENGAN VARIASI KONSENTRASI DAN VARIASI JUMLAH PLATE & FRAME Muhamad Sahruromdon* , Irene Septiriana Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Kampus Cilegon Banten
ABSTRAK. Filtrasi adalah suatu proses pemisahan zat padat dari fluida (gas maupun cair) yang membawanya menggunakan suatu medium berpori atau bahan berpori lain untuk menghilangkan sebanyak mungkin zat padat halus yag tersuspensi. Filtrasi diaplikasikan di industri seperti untuk penjernihan air. Prosedur percobaan ini yaitu mencampurkan CaCO 3 dengan konsentrasi 1%, 1.5%, 2%. Larutan suspense tersebut dialirkan pada medium filter dengan menggunakan filter plate and frame. Hasil percobaan ini tahanan cake terbaik pada konsentrasi 1,5% tahanan filter terbaik pada konsentrasi 1,5% dan efisiensi CaCO 3 dan H2 O terbesar pada konsenrasi 1 % α = 4,0165x1014 . Rm = 6,81927x1012 Kata kunci: filtrasi, medium filter, plate and frame
ABSTRACT. Filtration is a process for the separation of solids from a fluid ( gas or liquid ) which brought it uses a porous medium or other porous material to remove as much as possible smooth yag suspended solids . Filtration applied in industries such as for water purification. The experimental procedure is mixing CaCO3 with a concentration of 1 % , 1.5 % , 2 % . The suspension solution was supplied to the filter medium by using a plate and frame filter . Results of this trial detainee best cake at a concentration of 1.5 % detention best filter at a concentration of 1.5 % and the efficiency of CaCO3 and H2O greatest of concentration 1 % α = 4,0165x1014 . Rm = 6,81927x1012 Keywords : filtration , the filter medium , plate and frame
*Penulis koresponden. Alamat e-mail:
[email protected]
PENDAHULUAN Air merupakan kebuuhan yang sangat vital bagi keberlangsungan hidup manusia. Dengan perkembangan penduduk yang semakin meningkat. Maka kebutuhan akan air bersih akan ikut meningkat. Sedangkan hal tersebut tidak sebanding dengan ketersediaan air bersih di lingkungan sekitar. Ada banyak factor yang menyebabkan sulitnya mendapatkan air bersih. Salah satunya adalah karena air sudah banyak tercemar oleh bermacam- macam limbah dari hasil kegiatan manusia. Seperti limbah dari kegiatan rumah tangga. Filtrasi adalah suatu proses pemisahan zat padat dari fluida ( gas maupun cair ) yang membawanya mengunakan suatu medium berpori atau bahan berpori lain untuk menghilangkan sebanyak mungkin zat padat halus yang tersuspensi dan koloid. Disamping mereduksi kandungan zat padat, filtrasi dapat pula mereduksi bakteri, menghilangkan warna, rasa, bau besi, dan mangan. Proses filtrasi banyak dilakukan di industry misalnya pada pemisahan Kristal-kristal garam, dari cairan induknya, pabrik kertas dan lain- lain. Pada pengolahan air minum, filtrai digunakan untuk menyaring air hasil dari proses koagulasi- flokulasi-sedimentasi sehingga dihasilkan air minum dengan kualitas tinggi. Daya filtrasi (jumlah cairan atau gas yang menerobos per satuan waktu) dipengaruhi oleh: 1. Luas Permukaan Filter : Semakin besar luas media tersebut, semakin besar pula daya filtrasinya. 2. Beda Tekanan Antara Kedua Sisi Media Filter : Secara teoritis, daya filtrasi sebanding dengan beda tekanan 3. Tahanan Media Filter : semakin tipis dan kasar media filter itu, semakin besar daya filtrasinya. 4. Viskositas Cairan : Semakin kecil viskositas cairan, semakin besar daya filtrasinya. Dalam proses filtrasi terjadi reaksi kimia dan fisika, sehingga banyak faktor–faktor yang saling berkaitan yang akan mempengaruhi pula kualitas air hasil filtrasi, efisiensinya, dan sebagainya. Faktor–faktor tersebut adalah debit filtrasi, kedalaman media, ukuran dan material, konsentrasi
kekeruhan, tinggi muka air, kehilangan tekanan, dan temperatur. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas, aliran yang lolos dari saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru zat padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Di dalam industri, kandungan padatan suatu umpan mempunyai range dari presentase kecil sampai persentase yang besar. Seringkali umpan dimodifikasi melalui beberapa pengolahan awal untuk meningkatkan laju filtrasi, misal dengan pemanasan, kristalisasi, atau memasang peralatan tambahan pada penyaring seperti selulosa atau tanah diatomae. Oleh karena varietas dari material yang harus disaring beragam dan kondisi proses yang berbeda. Menurut prinsip kerjanya filtrasi dapat dibedakan atas beberapa cara, yaitu: a. Pressure Filtration Filtrasi yang dilakukan dengan menggunakan tekanan 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).
b. Gravity Filtration
Filtrasi yang cairannya mengalir karena gaya berat. Penyaringan secara gravitasi merupakan cara yang tertua yang dilakukan untuk memurnikan suatu suspensi. Gravitasi adalah sistem pengaliran air dari sumber ke tempat reservoir dengan cara memanfaatkan energi potensial gravitasi yang dimiliki air akibat perbedaan ketinggian lokasi sumber dengan lokasi reservoir.
percobaan ini Erlenmeyer, penampung filtrat, penyaring Buchner, peralatan filtrasi Plate & Frame dan vakum.
Waktu dan Tempat Percobaan: Percobaan ini dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, pada bulan Desember 2015 Prosedur Percobaan: Prosedur percobaan ini dilakukan dengan pencampuran air dengan CaCO3. Kemudian mengaduknya dan membuka kerangan udara. Menyaring dengan membuka kerangan lalu memasukkan suspensi. Mencatat waktu dan volume filtrat yang ditampung. Membongkar rangkaian alat plate and frame. Mengumpulkan padatan yang tertinggal dalam frame. Menentukan kadar air padatan CaCO3.
c. Vacum Filtration Filtrasi dengan cairan yang mengalir karena prinsip hampa udara (penghisapan).
METODE PERCOBAAN Bahan Percobaan: Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu air, CaCO 3 , kain cloth. Alat Percobaan: Alat-alat yang digunakan dalam
HASIL DAN PEMBAHASAN Berikut ini merupakan hasil berupa grafik beserta pembahasannya. hubungan antara t/v dengan v
Gambar 4. Grafik hubungan antara t/v dengan v
Pada gambar berikut nilai t/v terhadap v pada 1 plate lebih besar dibandingkan dengan 2 atau 3 plate. Dan nilai t/v pada 3 plate memiliki nilai t/v terendah hal ini menunjukan bahwa semakin banyak jumlah plate yang digunakan maka nilai t/v akan semakin kecil. Hal ini dikarenakan nilai t/v dipengaruhi oleh waktu dan jumlah plate. Dan dari grafik ini nilai t/v terbesar pada masing- masing plate terdapat pada konsentrasi 1 %, karena konsentrasi berbanding terbalik dengan waktu.
Gambar 5. Grafik hubungan antar tahanan cake dengan plate dan tahanan cake dengan konsentrasi Grafik ini menunjukan tahanan cake pada plate 2 dengan konsentrasi 1.5 % cendrung lebih besar hal ini bertentangan dengan teori bahwa konsentrasi slurry berbanding terbalik dengan tahanan cake.
hubungan antara pengaruh tahanan media filter dengan plate dan konsentrasi
hubungan antar tahanan cake dengan plate dan tahanan cake dengan konsentrasi
Gambar 6. Grafik hubungan antara pengaruh tahanan media filter dengan plate dan konsentrasi
Dari grafik diatas terlihat bahwa nilai tahanan media filter berdasarkan jumlah plate terbesar pada 1 plate dan nilai terkecil pada 3 plate karena semakin sedikit plate yang digunakan maka semakin sedikit juga waktu yang digunakan dan tahanan media filter berdanding lurus dengan waktu.
hubungan efisiensi H2 O dengan plate dan konsentrasi
Grafik hubungan efisiensi CaCO 3 dengan plate dan konsentrasi
Gambar 8. Grafik hubungan efisiensi H2 O dengan plate dan konsentrasi
Gambar 7. Grafik hubungan efisiensi CaCO 3 dengan plate dan konsentrasi Pada grafik diatas efisiensi pada 1 plate baik untuk konsentrasi 1%, 1.5% dan 2% merupakan efisisiensi tertinggi karena pada saat percobaan filtrat yang dihasilkan lebih jernih dibandingkan dengan 2 atau 3 plate, itu karena proses filtrasi terfokus pada 1 plate sehingga cake yang tersaring semakin banyak di media filter.
Grafik ini menunjukan nilai efisensi H2 O pada 1 sampai 3 plate mengalami peningkatan yaitu pada plate 2, efisiensi pada 1 plate mengalami penurunan dengan semakin besarnya konsentrasi CaCO 3 sedangkan pada 3 plate mengalami peningkatan unuk konsetrasi 1 dan 1.5 % akan tetapi menurun pada saat konsentrasi 2 %. Secara keseluruhan efisiensi H2 O untuk konsentrasi 1 dan 1.5 % mengalami peningktan dan untuk konsentrasi 2 % mengalami naik turun.
keluaran CaCO 3 dan H2 O terhadap konsentrasi CaCO 3
REFERENSI
1. Said,Nusa idaman dkk. 2008. Teknologi pengolahan Air Minum. Jakarta; Badan Penerapan dan Penerapan Teknologi 2. Anwar, Budiman. 2005. Kimia. Bandung; Gramedia 3. Syarifudin. 2008. Kimia. Tangerang; Scientific Press. 4. Mehradi dkk. 2005. A Stydy On The Aplication Of Filter Aids in ZDDP
Gambar 9. Grafik keluaran CaCO 3 dan H2 O terhadap konsentrasi CaCO 3 Semakin tinggi konsentrasi larutan CaCO 3 dalam suspensi semakin sedikit pula CaCO 3 yang keluar karena pori-pori media filter terhalang oleh cake yang terbentuk. Hal itu mengakibatkan CaCO 3 yang lewat media filter hanya sedikit. Dan semakin sedikit CaCO 3 yang keluar atau terbawa dalam filtrat maka proses penyaringan semakin baik. Hasil yang paling baik terdapat pada 1 plate. Pada grafik tersebut efisiensi CaCO 3 berbanding terbalik dengan efisiensi H2 O. KESIMPULAN Adapun kesimpulan dari percobaan ini yaitu nilai tahanan cake terbaik terdapat pada konsentrasi 1,5 % dengan jumlah 2 plate yaitu 4.01165E+14 dan nilai tahanan filter terbaik juga terletak pada konsentrasi 1,5% pada 2 plate yaitu 6,81927E+12 serta efisiensi CaCO3 dan H2 O terbesar pada konsentrasi 1% dengan nilai 96,919% dan 91,46889%
