LABORATORIUM SATUAN OPERASI
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2013/2014 MODUL
: Sentrifugasi Cair
PEMBIMBING
: Ir. Emma Hermawati, Hermawati , MT
Tanggal Praktikum
: 19 Juni 2014
Tanggal Penyerahan Penyerahan
: 19 Juni 2014
Oleh : Kelompok
:V
Nama
: 1. Muhamad Nur Hidayat 2. Nurdita Lestari
Kelas
121411019 121411021
: 2A
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Secara
umum
sentrifugasi
adalah
proses
pemisahan
dengan
menggunakan gaya sentrifugal sebagai driving force. Pemisahan dapat dilakukan terhadap fasa padat cair tersuspensi maupun campuran berfasa cair-cair. Dua cairan yang dipisahkan dengan metode sentrifugasi biasanya berbentuk dua fasa cair yang teremulsi. Pemisahan paling sering kita jumpai dalam industri adalah pemisahan lemak yang terdapat dalam susu full cream. Dengan sentrifugasi dipisahkan lemaknya sehingga diperoleh susu skim, susu dengan kadar lemak yang rendah, yaitu berkisar ±3% berat. Selain itu juga pemisahan dengan sentrifugasi sering dilakukan untuk memisahkan minyak dan air pada santan. Santan kelapa merupakan cairan putih kental hasil ekstraksi dari kelapa yang dihasilkan dari kelapa yang diparut dan kemudian diperas bersama air. Didalam santan terdapat campuran minyak dengan air. Dengan melakukan sentrifugasi dengan kecepatan antara 3000-3500 rpm, maka terjadi pemisahan dan terdapat dua bagian yaitu fraksi kaya minyak (krim) dan fraksi miskin minyak (skim). Selanjutnya krim diasamkan, kemudian diberi perlakuan sentrifugasi sekali lagi untuk memisahkan minyak dari bagian bukan minyak. Dalam pengolahan minyak kelapa, sering juga dilakukan modifikasi khususnya dalam pemisahan krim untuk mendapatkan bagian minyak. Modifikasi tersebut dilakukan dengan cara pemanasan krim, dan akan dihasilkan padatan dan minyak, selanjutnya dengan penyaringan kita dapatkan minyak kelapa yang bersih dan jernih.
1.2. Tujuan
Memisahkan minyak dan air pada emulsi minyak dalam air (santan kelapa).
Mengetahui pengaruh besar gaya sentrigugal, Fc terhadap perbandingan volume perolehan fasa ringan dan berat.
Mengetahui pengaruh besar gaya sentrigugal, Fc’ i terhadap tinggkat pemisahan.
Mengetahui tingkat pemisahan yang dilakukan satu tahap dengan dua tahap pada operasi pemisahan dua fasa cair dengan peralatan sentrifugasi.
BAB II LANDASAN TEORI
Sentrifugasi adalah pemisahan untuk campuran padat-cair, padat-gas, caircair yang berbeda berat jenis dan dalam operasinya dipengaruhi adanya “percepatan sentripetal”, yang disebabkan adanya gaya sentrifugal menuju ke pusat sumbu putar. Gaya sentifugal adalah gaya yang terjadi akibat adanya putaran, arah gayanya adalah dari titik pusat putaran keluar menuju jari-jari luar. Pemisahan menggunakan gaya ini pada penerapannya biasanya dikenakan pada pemisahan fasa padat dengan fasa cair yang tercampur. Pemisahan menggunakan gaya ini dilakukan apabila perbedaan densitas antara kedua fasa tidak terlalu besar, bisa dalam bentuk campuran suspensi, sehingga pemisahan dengan grafitasi sukar dilakukan. Peralatan sentrifugasi untuk memisahkan dua fasa cair dapat dikelompokkan menjadi dua tipe, yaitu tubular centifuge dan disk bowl centrifuge.
Turbular Centrifuge
Disk Bowl Centrifuge
Gaya sentrifugal, Fc dapat dirumuskan sebagai berikut: Fc = m.ac Ac = r 2 Fc = m. r.2
Gaya sentrifugal tiap satuan massa adalah : Fc’ =
= r.
= 2 =
2 =
Fc = Gaya sentrifugal
2
( Newton )
N
Fc’ =
Gaya sentrifugal tiap satuan massa ( Newton/kg )
Fc’ =
= kecepatan sudut
( Rad )
N = Kecepatan putar
= r.2 = rx
( Rotasi/sekon )
r = jari-jari (m) m = massa ( kg )
BAB III METODE PERCOBAAN
3.1
Alat yang digunakan
Gambar 3. Rangkaian Peralatan Percobaan Alat Pendukung : Beaker Plastik 2 liter Piknometer Gelas Kimia Timbangan Analitik 3.2
Bahan yang digunakan Air santan sebanyak ± 8,5 liter
3.3
Prosedur Percobaan
Bersihkan, cuci dan keringkan sentrifuse sebelum digunakan
Susun bagian-bagian sentrifuse
Siapkan santan 8,5 liter
Siapkan air santan 4 buah masing-masing 2 liter
Tutup lubang pada penampung sentrifuse dan tuangkan santan kedalam penampung
Letakkan beaker plastik pada masing-masing keluaran, yaitu heavy dan light liquid
Hidupkan peralatan pada kecepatan putar
Tunggu ±5 menit (sampai stabil)
Buka lubang bejana sentrifuse dan tunggu sampai aliran pada masing-mas ing keluaran berhenti menetes
Catat suhu, rapat massa dan volume masing-masing keluaran
Simpan light liquid fase untuk digabungkan dengan hasil light liquid yang diperoleh dari run pada kecepatan putar yang lain
Lakukan prosedur sebelumnya dengan variasi kecepatan putaran dan untuk light liquid gabungan, kecepatan putar tertinggi
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 DATA PENGAMATAN Volume Awal
Volume santan kelapa awal
= 2000 ml
Volume piknometer
= 25 ml
Diameter Centrifuge
0,095 m
Diameter centrifuge
= 9,5 cm
Jari – jari centrifuge
= 0,0475 m
Berat dan Volume Sample
Berat pignometer kosong
= 31.18 gr
Berat pignometer + umpan
= 57.67 gr
Umpan ke-
N (RPM)
Volume umpan (mL)
Volume (mL)
Massa (gr)
Light
Heavy
Light
Heavy
1
2355
2000
420
1310
26.22
26.92
2
6147
2000
360
1615
26.02
26.35
3
10418
2000
310
1680
26.04
26.68
4
13988
2000
400
1620
26.26
26.52
5
15578
1800
200
1540
25.92
26.58
1660
1480
150
25.82
26.86
Campuran Light
Massa Jenis Campuran Light
4.2 PENGOLAHAN DATA 1) Perhitungan massa jenis ( )
a. Umpan ke-1
b. Umpan ke-2
c. Umpan ke-3
d. Umpan ke-4
e. Umpan ke-5
f. Campuran Light
a. Jumlah putaran 2355 RPM =
=
= 2885.973 N/kg
b. Jumlah putaran 6147 RPM Fc’
=
=
= 19662.41 N/kg
c. Jumlah putaran 10418 RPM Fc’
=
=
= 56477.97 N/kg
d. Jumlah putaran 13988 RPM Fc’
=
=
= 101817 N/kg
e. Jumlah putaran 15578 RPM Fc’
=
=
= 126279.8 N/kg
2) Perhitungan Gaya Sentrifugal (Fc’)
Fc’
3) Kurva Hubungan Antara Fc’ Terhadap Volume Light dan Heavy Liquid Umpan ke-
N (RPM)
Volume (mL)
Light 420 360 310 400 200
2355 6147 10418 13988 15578
1 2 3 4 5
Fc' (N/kg)
Heavy 1310 1615 1680 1620 1540
2885.973 19662.41 56477.97 101817.3 126279.8
Fc' vs Volume 1800 1600 1400 ) L 1200 m ( e 1000 m 800 u l o 600 V
Light Heavy
400 200 0 0
50000
100000
150000
Axis Title
4) Kurva Hubungan Antara Fc’ Terhadap Densitas Light dan Heavy Liquid Umpan ke-
1 2 3 4 5 Campuran Light
N (RPM)
2355 6147 10418 13988 15578 15578
Densitas (gr/mL)
Light 1.0488 1.0408 1.0416 0.0504 1.0368 1.0328
Heavy 1.0768 1.054 1.0672 1.0608 1.0632 1.0744
Fc' (N/kg)
2885.973 19662.41 56477.97 101817.3 126279.8 126279.8
Fc' vs densitas 1.08 1.075 1.07 ) L 1.065 m / r 1.06 g ( s 1.055 a t i 1.05 s n e 1.045 d 1.04 1.035 1.03
Light Heavy
0
50000
100000
150000
Fc' (N/kg)
5) Perbandingan Pemisahan 1 tahap dan 2 tahap N (RPM)
7467 12584
Voluma Umpan (mL)
2000 1660
Volume (mL)
Light 420 1480
Heavy 1310 150
Densitas (gr/mL) Light Heavy 1.0488 1.0368 1.0328 1.0744
Fc' (N/kg)
29013,67 82403,91
BAB V PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN
5.1
PEMBAHASAN
5.2
KESIMPULAN
PUSTAKA
Warren, L., Cabe, Mc., Smith, J.C., Harriot, P., 198 “ Unit Operation of Chemical Engineering ”, 4 rd, pp Mc. Graw-Hill, Book Commpany, USA. Djauhari, A., 2002,” Peralatan Kontak dan Pemisah Antar Fasa “, Diktat Kuliah, hal 3-5, Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung. Team Lab Satuan Opersi, 2004,”Sentrifugasi”, Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Bandung, Bandung.
