LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK KIMIA I PLATE AND FRAME FILTER PRESS
TANGGAL PRAKTIKUM
: 29 Oktober 2015
TANGGAL PENYERAHAN : 5 November 2015 PEMBIMBING
: Ayu R. Permanasari
OLEH : Kelompok Aldi M. Ramdani
(141411002)
Filipi Orlando
(141411011)
Rista Ristiani
(141411026)
Septi Intan S.
(141411027)
KELAS : 2 A
Program Studi D3 Teknik kimia Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung 2015
I.
TUJUAN 1. Menghitung tahanan spesifik ampas (α) 2. Menghitung tahanan ampas (Rc) 3. Menghitung tahanan filter medium (Rm) 4. Menghitung laju filtrasi filtrat (dV/ dt) 5. Menghitung waktu filtrasi selama satu siklus (t)
II.
DASAR TEORI
Proses filtrasi merupakan suatu metode pemisahan partikel padatan tersuspensi dalam sebuah campuran tertentu dengan melewatkan campuran tersebut pada suatu medium filter yang memiliki pori-pori dengan ukuran tertentu. Proses pemisahan dengan filtrasi dapat dilakukan karena memiliki driving force yaitu perbedaan tekanan antara tekanan di dalam tangki dengan tekanan ruangan. Perbedaan tekanan ini akan mendorong campuran tersebut melewati lapisan medium filter sehingga padatannya akan tertahan pada medium filter. Pelaksanaan praktikum filtrasi ini bertujuan untuk menentukan besarnya tahanan bahan jeans dan katun sebagai medium penyaring, menentukan tahanan spesifik cake, dan menentukan parameter uji t-test antara tahanan medium jeans dan katun. Plate and frame filter press yang digunakan biasanya diaplikasikan di Industri umumnya terdiri atas tujuh bagian medium filter dari logam yang saling menutupi secara renggang dan tempat yang cukup untuk menampung cake sampai filtrasi selesai. Tipe lain memiliki pelat yang saling sejajar sehingga dapat digunakan dengan medium filter berupa penyaring kertas atau kain secara terpisah dari alat utama. Medium filter dapat dimasukkan pada peralatan filtrasi dengan membuka frame yaitu tempat cake terbentuk. Tipe peralatan filtrasi jenis ini digunakan jika cake yang akan terbentuk relatif kering. Alat ini tidak dapat digunakan untuk bahan-bahan yang beracun dan berbahaya. Alat ini akan bekerja berdasarkan driving force, yaitu perbedaan, tekan. Alat ini dilengkapi dengan kain penyaring yang disebut filter cloth, yang terletak pada tiap sisi platenya. Plate and frame filterdigunakan untuk memisahkan padatan cairan dengan media berpori yang meneruskan cairannya dan menahan padatannya. Secara umum filtrasi, dilakukan bila jumlah padatan dalam suspensi relatif kecil dibandingkan zat cairnya (Nurhayati, 2013) Peralatan filtrasi Plate and Frameini terdiri dari dua bagian yaitu tangki umpan dan rangkaian pelat dan bingkai (Plate and Frame). Tangki umpan dilengkapi dengan alat ukur tekanan untuk memastikan tekanan di dalamnya. Di dalam tangki ini juga dilengkapi dengan pengaduk berbentuk paddledengan kemiringan 45 yang ̊ bertujuan untuk membantu penyeragaman
konsentrasi padatan di dalam bubur atau larutan umpan. Peralatan tersebut dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Skema peralatan penyaring pelat dan bingkai Sejumlah pasangan pelat dan bingkai yang disediakan tidak perlu dipergunakan semua dalam tiap kali percobaan, jumlah pasangan yang dipakai bergantung pada jumlah umpan yang akan disaring dan tekanan operasinya. Aliran lumpur umpan dan filtrat di dalam rangkaian pelat dan bingkai ditampilkan pada gambar 2. (Filtrasi, 2008)
Gambar 2. Aliran lumpur umpan dan filtrat di dalam pelat dan bingkai
Gmbar
3.
Proses
filtrasi
didalam
Plate and Frame
Filter Press Keterangan gambar : 2. Rangka Plate And Frame Filter Press 3. Produk filtrat keluar media filter 4. Slurry yang disemprotkan media filter 5. Plate 1. Umpan Slurry masuk
6. Plate 7. Plate 8. Frame dan media filter
ke
9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.
Nilai Kp dapat diketahui dengan menggunakan rumus seperti berikut: dt μ α Cs μ Rm = 2 V+ =Kp+B (2-1) dV A (−∆ P) A(−∆ P) Dimana : Kp dalam (s/m6) (SI) dan B dalam (s/m3) (SI) μ α Cs Kp= 2 ( SI ) (2-2) A (−∆ P) B=
μ Rm (SI ) (2-3) A (−∆ P)
dt Grafik hubungan : dV vs V
Slope=Kp dt s ( ) dV m3 Intersep=B
V +V Volume Filtrat Rata−Rata , V´ = 1 2 (m3) 2
29. 30.
Gambar 4.
Intersep=B Grafik hubungan dt/dV terhadap filtrasi
tekanan tetap 31. U Slope=Kp ntuk tekanan konstan, α konstan dan cake yang tidak dapat dimampatkan (incompressible), maka
variabelnya hanya V dan t, sehingga
integrasi : 32. t
V
∫ dt=∫ ( Kp V +B ) dV 0
33.
0
(2-4) t=
Kp 2 V +B V 2
t Kp = V + B (2-6) V 2
34. 35. 36. 37. 38.
Grafik hubungan :
39.
t s ( ) V m3
40.
t vs V V
t s ( ) V m3
41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53.
Slope =Kp Intersep= B Volume filtrate (m3) Gambar 5. Grafik hubungan t/V terhadap filtrasi
tekanan tetap 54. 55.
Dimana
volume filtrate (m3) selama waktu t (s) 56.
Dari
data
V
adalah percobaan
dibuatgrafik dt/dV vs V (gambar 4), dimana dt/dV fungsi linier dari Vatau, t/V vs V (gambar 5), dimana t/V fungsi linier dari V. 57.
Tahanan spesifik ampas
(α) dicari dari koefisien arah (slope) = Kp dan tahanan media filter (Rm) dari intersep = B (gambar 4) atau,tahanan spesifik ampas (α) dicari dari koefisien arah (slope) = Kp/2 dan tahanan filter medium (Rm) dari intersep = B (gambar 5). 58. Variabel-variabel yang mempengaruhi laju filtrasi : 1. 2. 3. 4. 59.
Beda tekanan aliran umpan masuk dan tekanan filtrate keluar filter (-∆P) Viskositas cairan (μ) Luas media filter/frame (A) Tahanan cake (Rc) Dan tahanan medium filter(Rm)
60.
Laju Filtrasi :
A (−∆ P) dV = dt ( Rc+Rm ) μ
61. III. PERCOBAAN 62. 3.1 Susunan alat yang digunakan 63. 64. 65. 1 66. 5 6 67. 68. 69. 2 70. 3 8 7 71. 10 4 72. 73. 74. Gambar 6 : Susunan alat Plate And 9 Frame Filter Press 75. 76. Keterangan gambar : 77. 1. Motor
Pengaduk
2. Tangki Slurry 3. Katup Isap Pompa
4. 5. 6. 7.
Pompa Katup Umpan Presure gauge Pressure gauge
8. Katup Filtrat 9. Plate Frame And Filter Press 10. Tangki filtrat 78.
79. 80. 3.2 Alat bantu yang digunakan : 1. Kunci sambungan flens 2. Stop Watch 3. Mistar/penggaris 81. 82. 3.3 Bahan yang digunakan : 1. Air (H2O) 2. Kapur (CaCO3) atau padatan lain 83.
IV.
PROSEDUR KERJA 84.
Mengukur tangki dan tinggi air pada tangki Menentukan besar CaCO3 yang dimasukkan kedalam tangki Merangkai rangkaian alat filter press Memasukan kapur kedalam tangki slurry disertai pengadukan Menentukan perbedaan tekanan pada alat filter press
Membuka valve pada tangki slurry
Pengukuran filtrat yang tertampung pada tangki filtrat
Pembongkaran rangkaian alat filter press
Pengeringan cake
Analisis data
85. 86. V.
PENGOLAHAN DATA 87. V.1 TEKANAN 1 BAR A. DATA PENGAMATAN I (P= 1,0 bar) 1. Ukuran tangki 88. Diameter : 90 cm = 9 dm 89. Jari-jari : 45 cm = 4,5 dm 90. Tinggi tangki : 85 cm = 8,5 dm 91. Tinggi air dalam : 35 cm = 3,5 dm 2. Luas plate and frame = 36 x 36 cm 92. = 1296 cm2 93. = 0,1296 m2 94. Luas total plate and frame = 0,1296 x 3 95. = 0,3888 m2 3. Diameter tangki filtrat = 53,3 cm =5,33 dm 96. Jari jari tangki filtrate = 26,65 cm = 2,665 dm 4. Viskositas cairan = 0,001 kg/ ms2 5. Densitas Slurry = 1300 kg/ m
3
6. Massa cake = 4,18 kg 97. Tabel 1. Data tinggi filtrat dalam tangki, waktu serta tekanan slurry dan filtrat 98. Tinggi filtrat (cm)
99. Waktu (s)
100.
0
101.
0
102.
5
103.
1 4
104.
10
105.
1 7
106.
15
107.
2 1
108.
20
109.
2 9
110.
25
111.
3
4 112.
30
113.
4 2
114.
35
115.
4 5
116.
40
117.
5 3
118.
45
119.
5 6
120.
50
121.
6 4
122. 123. 124.
Perbedaan tekanan (ΔP) = 1,0 x 105 Pascal
= 1,0 bar
125. B. PERHITUNGAN 1
2
3
Volume tabung 126. V = π r2 t 127. = 3, 14 . (4,5 dm)2 . 8,5 dm 128. = 540,4725 L 129. = 0,5405 m3 130. Volume air dalam tangki 131. V = π r2 t 132. = 3,14 . (4,5 dm)2 . 3,5 dm 133. = 222,5475 L 134. = 0,2225 m3 Massa CaCO3 yang harus ditambahkan 135. Massa total slurry = ρ ×V 136.
3 = 1300 kg/ m X 0,2225
137.
= 289,25 kg
138. 100%
% kapur dalam tangki
=
m3
masa kapur volume air dalamtangki
x
139.
5%
=
massa kapur 289,25
x 100%
140. Massa kapur = 14,4625 kg 4
Konsentrasi kapur dalam slurry (Cs)
141.Cs
=
Massa cake(kg) 4,18 kg = 3 Volume filtrat ( m ) 0.11150
= 37,489 kg/ m3
142.
143.
144.
145.
146. Ti
152. 0 158. 5 164. 10 170. 15 176. 20 182. 25
Table 2 . Data volume filtrat pada tangki filtrate
147. Volum e Filt rat (L)
148. Volume filtrat ( 3 m
153. 0 159. 11.150 5 165. 22.301 0 171. 33.451 5 177. 44.602 0 183. 55.752
154.
)
0 160. 0.01115 166. 0.02230 172. 0.03345 178. 0.04460 184. 0.05575
149. ∆ V ( 3 m ) 155. 0 161. 0.0111 5 167. 0.0111 5 173. 0.0111 5 179. 0.0111 5 185. 0.0111
150. Wa k t u ( s ) 156. 0 162. 14 168. 17 174. 21 180. 29 186. 34
151. t/V (s/ 3 m )
157. 0 163. 1255.55 169. 762.298 1 175. 627.774 9 181. 650.195 5 187. 609.838
188. 30 194. 35 200. 40 206. 45 212. 50 218. 219.
5 189. 66.903 0 195. 78.053 5 201. 89.203 9 207. 100.35 44 213. 111.50 49
190. 0.06690 196. 0.07805 202. 0.08920 208. 0.10035 214. 0.11150
5 191. 0.0111 5 197. 0.0111 5 203. 0.0111 5 209. 0.0111 5 215. 0.0111 5
Grafik waktu/ volume terhadap volume
192. 42 198. 45 204. 53 210. 56 216. 64
5 193. 627.774 9 199. 576.528 205. 594.144 1 211. 558.022 2 217. 573.965 6
220.
900 800 700
f(x) = - 1656.13x + 730.86 R² = 0.68
600 500 t/V (sekon /m^3)
400 300 200 100 0 0
0.02
0.04
0.06
0.08
Volume filtrat (�^3)
221. 5 Tahanan spesifik ampas (α)
222.
t V =
223.
Kp =¿ 1656,1 2
224.
Kp 2
V+B
Kp = 1656,1x 2 = 3312,2
0.1
0.12
225.
226.
Kp =
µ α Cs 2 ∆PA Kp ∆ P A 2 µ Cs
α=
( 3312,2 ) ( 100000 Pascal ) (0,3888 m2 )2
227.
=
228.
= 3,,435 x 109
( 0,001 kg/m s 2) (37,489 kg/m3) m kg
6 Tahanan cake (Rc)
229.Rc
=
α CsV A (3,435 x 109
m )(37,489 kg /m3)(0,11150 m3) kg 2 (0,3888 m )
230.
=
231.
=3,6922 x 1010 m-1
7 Tahanan medium filter (Rm) 232.
Intersep = B = 730,86 233.
234.
235. 236.
8 Laju filtrasi
µ Rm ∆PA
B=
Rm =
=
B A∆ P µ
( 730,86 ) ( 0,3888 m2 ) ( 100000 Pascal )
= 2,84 x 1010 m2
( 0,001 kg/m s 2 )
237.
dV A ΔP = dt (Rc+ Rm)µ
(0,3888 m2)(100000 Pascal) 238.
=
239.
3 = 5,952 x 10-4 m / s
( ( 3,6922 x 1010 m−1 ) +( 2,84 x 1010 m2 ) ) ( 0,001 kg/ m s 2)
9 Waktu filtrasi
240.
241.
242. 243. 244. 245.
=(
3312,2 ) ( 0,11150 m3)2 + (730,86).( 0,11150 m3) 2
= 20,59 + 81,40 = 101,99 s
V.2 TEKANAN 1,5 BAR A. DATA PENGAMATAN I (P= 1,5 bar) 1 Ukuran tangki 246. Diameter
= 90 cm = 9 dm
247. Jari-jari
= 45 cm = 4,5 dm
248. Tinggi tangki
= 85 cm = 8,5 dm
249. Tinggi air dalam
= 35 cm = 3,5 dm
250. 2
Luas plate and frame = 36 x 36 cm 251. = 1296 cm2 252. = 0,1296 m2 253. 254.
3
Luas total plate and frame = 0,1296 x 3 = 0,3888 m2
Diameter tangki filtrat = 53,3 cm =5,33 dm 255.
Jari jari tangki filtrate = 26,65 cm = 2,665 dm
5
Viskositas cairan = 0,001 kg/ ms2 3 Densitas Slurry = 1300 kg/ m
6
Massa cake = 4,50 kg
4
256.
Tabel 1. Data tinggi filtrat dalam tangki, waktu serta tekanan slurry dan filtrat 257. Tingg i filtrat (cm)
258.
W aktu (s)
259.
0
260.
261.
5
262.
0 6 6
263.
10
264.
7 0
265.
15
266.
8 0
267.
20
268.
9 1
269.
25
270.
9
7 271.
30
272.
1 20
273.
35
274.
1 34
275.
40
276.
1 48
277.
45
278.
1 60
279.
50
280.
1 80
281.
282. 283. 284.
Perbedaan tekanan (ΔP)
= 1,5 bar = 1,5 x 105 Pascal
285.
1
2
3
B. PERHITUNGAN 286. Volume tabung 287. V = π r2 t 288. = 3, 14 . (4,5 dm)2 . 8,5 dm 289. = 540,4725 L 290. = 0,5405 m3 291. Volume air dalam tangki 292. V = π r2 t 293. = 3,14 . (4,5 dm)2 . 3,5 dm 294. = 222,5475 L 295. = 0,2225 m3 Massa CaCO3 yang harus ditambahkan 296. Massa total slurry = ρ ×V 297.
3 = 1300 kg/ m X 0,2225
298.
= 289,25 kg
299.
% kapur dalam tangki
=
m3
masa kapur volume air dalamtangki
100%
300.
301. 4
5%
=
massa kapur 289,25
x 100%
Massa kapur = 14,4625 kg
Konsentrasi kapur dalam slurry (Cs)
302.Cs
303.
=
Massa cake(kg) 4,50 kg = 3 Volume filtrat ( m ) 0.11150
= 40,3587 kg/ m3
x
304.
305.
306.
307.
308.
309. Ti
Table 2 . Data volume filtrat pada tangki filtrate 310. Volum e Filt rat (L)
311. Volume filtrat (m3)
312. dV (m 3)
313. Wa k t u
314. t/V (s/m 3)
317.
318. 0
319. 0
320. 0
315. 0
316. 0
321. 5
322. 11.150 5
323. 0.01115
324. 0.0111 5
325. 66
326. 5919.020 7
327. 10
328. 22.301 0
329. 0.02230
330. 0.0111 5
331. 70
332. 3138.874 6
333. 15
334. 33.451 5
335. 0.03345
336. 0.0111 5
337. 80
338. 2391.523 5
339. 20
340. 44.602 0
341. 0.04460
342. 0.0111 5
343. 91
344. 2040.268 5
345. 25
346. 55.752 5
347. 0.05575
348. 0.0111 5
349. 97
350. 1739.833 3
351. 30
352. 66.903 0
353. 0.06690
354. 0.0111 5
355. 120
356. 1793.642 6
357. 35
358. 78.053 5
359. 0.07805
360. 0.0111 5
361. 134
362. 1716.772 2
363.
364.
365.
366.
367.
368.
0
40
89.203 9
0.08920
0.0111 5
148
1659.119
369. 45
370. 100.35 44
371. 0.10035
372. 0.0111 5
373. 160
374. 1594.349 0
375. 50
376. 111.50 49
377. 0.11150
378. 0.0111 5
379. 180
380. 1614.278 4
381. 382.
Grafik waktu/ volume terhadap volume
3500 3000 2500
f(x) = - 13863.76x + 2892.93 R² = 0.7
2000 t/V (sekon/m^3) 1500 1000 500 0 0
0.02
0.04
0.06
0.08
Volume Filtrat (m^3)
383. 384. 5
Tahanan spesifik ampas (α)
385.
t V =
386.
Kp =¿ 13864 2
387.
388.
Kp 2
V+B
Kp = 13864 x 2 = 27728
Kp =
µ α Cs 2 ∆PA
0.1
0.12
389.
6
Kp ∆ P A µ Cs
α=
( 27728 )( 150000 Pascal )( 0,3888 m2 )2
390.
=
391.
= 4,0073 x 1010
( 0,001kg /m s2 ) (40,3587 kg /m3 )
α CsV A
=
(4,314 x 10
10
m 3 3 )(40,3587 kg/m )(0,11150 m ) kg ( 0,3888 m2 )
393.
=
394.
=4,9930x 1011 m-1
Tahanan medium filter (Rm) 395.
Intersep = B = 2892,9 396.
Rm =
398. 399.
µ Rm ∆PA
B=
397.
8
m kg
Tahanan cake (Rc)
392.Rc
7
2
=
B A∆ P µ
( 2892,9 ) ( 0,3888 m2 ) ( 150000 Pascal )
( 0,001 kg/m s 2 )
= 1,687 x 1011 m2
Laju filtrasi
400.
dV A ΔP = dt (Rc+ Rm)µ
2
( 0,3888 m )(150000 Pascal)
9
401.
=
402.
3 = 8,73x 10-5 m / s
( ( 4,9930 x 10 11 m−1 ) + ( 1,687 x 1011 m2) ) (0,001 kg / ms 2)
Waktu filtrasi
403.
404.
407. 408. 409. 410. 411. 412. 413. 414. 415. 416. 417. 418. 419. 420. 421. 422.
=(
27728 ) ( 0,11150 m3)2 + (2892,9).( 0,11150 m3) 2
405.
= 172,36 + 322,56
406.
= 494,92 s
423. 424. VI.
PEMBAHASAN
425. 426.
Aldi
Muhamad Ramdani (141411002) 427. 428.Pada praltikum kali ini praktikan melakukan percobaan filtrasi dengan Plate and Frame Filter Press. Filtrasi merupakan suatu metode pemisahan partikel padatan tersuspensi dalam sebuah campuran tertentu dengan melewatkan campuran tersebut pada suatu medium filter yang memiliki pori-pori dengan ukuran tertentu. Proses pemisahan yang dilakukan adalah dengan driving force yaitu perbedaan tekanan yang akan mendorong campuran tersebut melewati lapisan medium filter sehingga padatannya akan tertahan pada medium filter. Pemisahan partikel yang dilakukan adalah antara kapur dan air. 429.Hal yang pertama dilakukan adalah merangkai alat plate and frame filter press. Proses merangkai alat ini dilakukan dengan teliti tiap rangkaian harus dikuatkan agar tidak terjadi kebocoran saat proses berlangsung. Rangkaian yang lebih diutamakan adalah saat pemasangan filter – filter yang digunakan adalah kain – dengan plate nya, karena biasanya terjadi kebocoran di filter, media filter, dan plate sehingga cke yang terbentuk menjadi hancur. Jumlah frame yang digunakan yaitu 3 buah. 430.Tangki dengan diameter 9 dm dan tinggi 8,5 dm diisi dengan air 80% dengan dan kapur sebanyak 3 kg, sehingga volume total slurry yaitu 432,38 dm 3. Konsentrasi kapur
dalam slurry yaitu
6,938
kg 3 m . Proses filtrasi dilakukan pada beda tekanan, yang pertama
dilakukan pada tekanan 1 bar dan yang kedua 1,5 bar. Analisis yang dilakukan adalah setiap volume air yang masuk ke filtrate 500 m 3 dihitung waktu yang diperlukannya. Hasil percobaan dapat dilihat pada Tabel 1. ´ 431.Dari data pengamatan percobaan 1 maupun 2 dibuat grafik ∆t/∆V terhadap V sehingga dapat diperoleh nilai α, Rc, Rm, dV/ dt, dan waktu filtrasi selama 1 siklus (t). 432. 433. 434. 435. 436. 437. 438.
439. 440. 441.
Va
N
442.
Percob
riabel
444.
445.
Percoba
aan 1
α
an 2
446.
447.
1 17.001,77 x 108 448. 449.
443.
Rc
450.
m kg
3,6922
451.
4,9930x
x 1010 m-1
2 452.
453.
R
3
m
456.
457.
454. 8
−1
458.
4
5
461.
d V/ dt
464.
462.
7
−1
57332,16 x 10 m 459.
9,465 s
460.
1011 m-1 455.
908,64 x 10 m t
m kg
670.918,29 x 107
5,952 x 3 10-4 m / s
39,814 s
463.
8,73x
3 10-5 m / s
Dari data pengamatan dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi tekanan maka
nilai α, Rc, Rm, dan dV/ dt pun semakin rendah. Sedangkan semakin tinggi tekanan maka waktu filtrasi yang diperlukan semakin lama karena saat filtrasi berlangsung energy yang diperlukan pun menjadi besar. 465. 466. 467. 468. 469. 470. 471. 472. 473. 474. 475.
476. 477. 478. 479. 480. 481. 482. 483. 484. 485. 486. 487. 488.
Filipi Orlando (141411011) Pada praktikum sekarang dilakukan filtrasi batch dengan menggunakan
Plate and Frame Filter Press. Alat ini digunakan untuk memisahkan padatan dari cairan dalam slurry. Plate dan frame disusun secara tegak berselingan dengan tambahan kain berukuran sama yang diapit antara plate dan frame-nya. Bahan yang dipakai dalam praktikum ini adalah padatan kapur dengan campuran air yang dimasukkan ke dalam tangki berpengaduk. 489.
Dalam proses filtrasinya, tangki yang berisi kapur dengan air dialirkan
dengan pompa ke alat Plate and Frame Filter Press. Cake akan terbentuk di frame. Lalu dari alat tersebut, air yang telah terpisah dengan kapur/cake dialirkan menuju sebuah tangki penampung. Percobaan yang dilakukan praktikan menggunakan tekanan 1 bar dan 1.5 bar (2x percobaan). Dalam percobaan dihitung waktu yang dibutuhkan alat memisahkan kapur dengan air. Perhitungan waktu dimulai dari air yang masuk ke dalam tangki penampung akhir dengan pencatatan saat air bertambah sebanyak per 5cm dari tinggi tangki (dilakukan hingga mencapai ketinggian tangki 50cm). 490.
Setelah selesai alat dibongkar kembali dan memisahkan cake yang
diperoleh dari dua percobaan tersebut pada frame dan ditimbang. Peralatan yang telah digunakan dibersihkan. 491.
Dalam perhitungan dan pendataan, nilai dari variabel-variabel akan
meningkat seiring dengan kenaikan tekanan, kecuali Rm (tahanan medium filter) yang akan menurun.
492.
Berikut adalah data variabel yang diperoleh:
493. 494. Massa Cake 495. Cs 496. α 497. Rm 498. Rc 499. Persamaan garis 500.
P=1bar
P=1.5bar
:
4.18kg
4,50 kg
:
37.49kg/m3
40,3587 kg/ m3
:
3,435 x 109 m/kg
4,0073 x 1010 m/kg
:
2,84 x 1010 m2
1,687 x 1011 m2
:
3,692 x 1010 m-1
4,9930x 1011 m-1
:
y = -1656.1x + 730.86
y = -13864x + 2892,9
501. 502. 503. 504. 505. 506. 507.
Rista Ristiani (141411026)
508. 509.
Praktikum filter andn press ini dilakkan untuk memisahkan partikel
padat dari suatu larutan suspense atau slurry. Bahan yang digunakan untuk percobaan ini adalah kapur padat yang dicampur air ke dalam tangki berpengaduk. Tangki ini telah disambungkan dengan pompa dan juga alat filter press. Lempeng (plate) pada alat filter press harus ditutup dengan medium filter atau kanvas. Slurry umpan masuk ke dalam masing-masing komponen tersebut menggunakan tekanan, cairannya lewat melalui kanvas dan keluar melalui pipa pengeluaran dan meninggalakan zat basah di dalam ruang tersebut 510.
Pinggan pada alat filter press berbentuk plate and frame yang disusun
silih berganti dan dipasang kain untuk menutupi setiap bingkai dan kemudian dirapatkan denga bantua skrup atau ram hidrolik. Slurry yang mengalir pada alat filter press akan mengalir ke dalam masing-masing bingkai. Dan disinilah zat padat kapur dapat ditahan pada permukaan plate, filtratenya akan menembus kain filter melalui alur pada permukaan pinggan dan kemudian keluar dari alat filter press. Dan setiap bertambah ketinggian tangki sebesar 5 cm pada tangki filtrat akan diukur waktunya. Pada percobaan ini kami melakukan 2 kali siklus dengan berbeda tekanan yaitu pada tekanan 1 bar dan 1,5 bar.
511.
Variabel yang dukur selama proses adalah waktu yang dibutuhkan
untuk menambah ketinggian sebesar 5 cm, sampai ketinggian total adalah 50 cm. setelah selesai lalu alat dibongkar dan cake yang menemel pada frame dipindahkan ke wadah untuk dikeringkan. Setelah proses pengeringan kemudian ditimbang beratnya dan diperolah berat cake sebesar 4,18 kg pada tekanan 1,0 bar dan 4,50 Kg pada 1,5 bar. 512. 513. 514. 515. 516. 517. 518. 519. 520. 521. 522. 523. 524. 525. 528. 531.
Hasil perhitungannya adalah sebagai berikut : Variabel Massa Cake Konsentrasi
dalam slurry (Cs) 534. Tahanan
526. 529. 532.
kapur
P =1 bar 4,18 kg 37,489 kg/ m3
Spesifik
Ampas (α)
3,435 x 109 m/kg
535. 538.
537.
Tahanan Cake (Rc)
540.
Tahanan medium filter
3,6922 x 1010 m-1 541. 2,84 x
(Rm) 544. 543.
Laju filtrasi
546.
Waktu filtrasi
549.
Persamaan garis
m
3
547. 550.
/s 101,99 s y=
-1656.1x +
P= 1,5 bar 4,50 kg 40,3587 kg/
536.
m3 4,0073 x 1010
539.
m/kg 4,9930x 1011
542.
m-1 1,687 x 1011
1010 m2 5,952 x 10-4
730.86 552.
527. 530. 533.
m2 3 8,73x 10-5 m / s
545.
548. 551.
494,92 s y = -13864x + 2892,9
553.
Dari hasil percobaan ini dengan kenaikan tekanan, variable-variabel di
atas cenderung menunjukka kenaikan kecuali Rm. Sedangkan dengan bertambahnya kenaikan tekanan, maka grafik cenderung menurun, hal ini disebabkan karena kemampuan alat yang tetap sedangkan umpan yang bertambah, sehinggan pada filtrate pun terlihat berbeda pada kondisi 1 bar dan 1,5 bar, yaitu pada tekanan 1,5 bar warnanya lebih putih, karena terdapat kenaikan jumlah kapur yang tidak tersaring. 554. 555. 556. 557. 558. 559. 560. 561. 562. 563. 564. 565. 566. 567. 568. 569.
Septi Intan S. (141411027)
570. 571.
Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan pemisahan larutan padat dari
suatu larutan suspense atau slurry yang dilakukan dengan cara penyaringan (filtrasi) menggunakan alat filter press. Filter press terdiri dari seperangkat lempeng (plate) yang dirancang untuk memberikan sederetan ruang tempat zat padat yang dapat ditahan. Lempeng itu ditutup dengan medium penyaring (filter) berupa kain. Slurry umpan masuk ke dalam masing-masing komponen itu dengan tekanan. Cairannya lewat melalui kain dan keluar melalui pipa pengeluaran dan meninggalkan zat padat basah di dalam ruang itu. Lempeng yang digunakan berbentuk plate dan frame (pinggan dan bingkai).
572.
Lempeng disusun silih berganti, diletakkan secara vertikal pada rak logam dan
kain dipasang menutupi setiap bingkai dan rapatkan dengan bantuan skrup. Slurry mengalir melalui saluran yang terpasang memanjang pada salah satu sudut alat. Di sini zat padat itu dapat ditahan pada permukaan plate, filtratnya akan menembus kain penyaring melalui alur pada muka lempeng, sampai keluar dari filter press. Emulsi (slurry) umpan dipompakan dari tangki pada tekanan tertentu. Filtrasi dioperasikan hingga tidak ada lagi zat cair yang keluar. Selanjutnya adalah pencucian dengan cara mengalirkan air untuk membersihkan cake (filtrat sehingga didapatkan hasil yang lebih murni). 573.
Pada filtrasi bertekanan, diuji dengan menggunakan variasi perbedaan
tekanan. Berdasarkan hasil pengamatan, pressure drop yang lebih besar membutuhkan waktu yang lebih lama hingga di dapat jumlah filtrat yang sama. Selain itu, jumlah ampas yang di dapat lebih sedikit apabila pressure drop yang digunakan lebih kecil. Oleh karena itu, untuk mendapatkan filtrasi yang baik harus digunakan pressure drop yang besar. Namun, untuk menghasilkan pressure drop yang besar memerlukan daya pompa yang lebih besar dan material filter yang kuat. 574.
Pada dua kali run dengan pressure drop yang berbeda, menghasilkan tahanan
ampas dan medium yang berbeda. Tahanan medium (Rm) yang dihasilkan berkurang pada pressure drop yang lebih kecil. Namun, pengaruh pressure drop terhadap tahanan ampas sulit ditentukan. Secara teori tahanan ampas naik pada pressure drop lebih besar. Hal ini dapat terjadi karena selama proses filtrasi terjadi kebocoran pada frame filter, sehingga terdapat ampas yang tidak terfiltrasi oleh medium filter. Hal ini terlihat dari linier kurva yang kurang baik yang secara teori persamaan filtrasi seharusnya menghasilkan kurva yang linier. Nilai tahanan ampas dan tahanan medium pada masing-masing run berfungsi untuk menentukan nilai tetapan empirik tahanan ampas (αo) dan tahanan medium (Rmo) yang bermanfaat untuk melakukan perancangan alat apabila operasi dilakukan pada kapasitas yang lebih besar. 575.
Keuntungan dari plate and frame filter press yaitu pekerjaannya mudah hanya
memerlukan tenaga terlatih biasa karena cara operasi alatnya sederhana, dapat langsung melihat hasil penyaringan yaitu keruh atau jernih, dapat digunakan pada tekanan yang tinggi, penambahan kapasitas mudah cukup dengan menambah jumlah plate dan frame tanpa menambah unit filter press, dapat digunakan untuk penyaringan larutan yang mempunyai viskositas yang tinggi, dan dapat dipakai untuk penyaringan larutan yang mengandung kadar koloid (kotoran) relatif rendah.
576. Kerugian dari plate and frame filter press ini adalah kemungkinan bocor banyak dan operasinya tidak kontinyu. Kerugian lain dari plate and frame filter press adalah tenaga kerja yang dibutuhkan banyak karena dibutuhkan untuk membongkar dan memasang filter, selain itu membutuhkan waktu yang lama. 577. 578. 579. 580. 581. 582. 583. 584. 585. 586. 587. 588. 589. 590. 591. 592. 593. 594. 595. 596.
DAFTAR
PUSTAKA 597.
Nurhayati,
Yuni.
2013.
“Filtrasi
Plate
and
Frame”.
Tersedia:
http://filtrasi013.blogspot.co.id/2013/02/filtrasi-plate-and-frame-disusun-oleh.html. [5 November 2015]. 598. “Filtrasi”.
Tersedia:
Nn.
2008.
http://che.ft-untirta.ac.id/download-center/category/1-operasi-
teknik-kimia?download=4%3Afiltrasi. [5 November 2015].
599. 600. 601.
