BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Operasi filtrasi merupakan suatu unit operasi yang sangat luas penggunaannya di

industry antara lain industry gula tebu, pembuatan pigmen produk, contoh: industry

minyak bumi dan lain-lain, terutama industry yang memerlukan pemisahan zat padat dan

zat cairnya. Dalam hal ini produk yang diamati dapat berupa filtrate cake atau keduanya.

Dalam operasi filtrasi, perlu diketahui harga specific cake resistance dan volume filtrate

yang ekuivalen dengan tahanan medium filtrat.

I.2. Perumusan Masalah

Dalam percobaan ini dilakukan operasi filtrasi tekanan tetap dan operasi pencucian

untuk menentukan harga konstanta-konstanta filtrasi serta menentukan waktu operasi

filtrasi optimum, dengan jenis alat filtrasi yang digunakan adalah filterpress.

I.3.Tujuan Praktikum

1.Dapat merakit dan membongkar alat percobaan.

2.Dapat melaksanakan operasi filtrasi slurry baik pada tekanan tetap maupun kecepatan

tetap.

3.Dapat melaksanakan operasi pencucian

4.Dapat menentukan harga konstanta-konstanta filtrasi secara grafis.

5.Dapat menentukan waktu operasi filtrasi optimum.

6.Dapat membuat laporan praktikum secara tertulis.

I.4.Manfaat Praktikum

1.Mahasiswa dapat merakit dan membongkar alat percobaan filtrasi

2.Mahasiswa dapat melakukan proses filtrasi dengan baik

3.Mahasiswa dapat mengetahui waktu operasi optimum

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pengertian

Operasi filtrasi dengan menggunakan filter tekanan plate dan kerangka (plate and

frame filter press) terdiri dari dua periode pembentukan kuwih dan periode pencucian. Di

dalam pembentukan kuwih ternyata aliran fluida adalah laminer. Filtrasi dapat dilakukan

dengan dua cara, yaitu filtrasi pada tekanan tetap dan filtrasi pada kecepatan tetap. Di

dalam filtrasi tekanan tetap, tekanan yang digunakan selama filtrasi berubah-ubah untuk

mendapatkan kecepatan filtrasi yang tetap.

II.2 Perhitungan filtrasi

[∆P] gc = 180 [1-Ø]µVs

L Ø

∆P = penurunan tekanan melalui kuwih

L = tebal cake

Э = porositas, fraksi dari volume ruangan kosong kekentalan filtrat

Vs = kecepatan superfisial

Dp =diameterpartikelpadat

= ………………………….......................................... (2)

Ap = area partikel

Vp = volume partikel

So = luas permukaan spesifik dari partikel padat , Ft2/Ft

3

..............................................................................

…………………………………………………… (3)

dV/D = kecepatan filtrasi, volume filtrate yang ditampung persatuan waktu

A = luas permukaan filtrasi

Vs = = ……………………………………………… (4)

Persamaan neraca bahan:

= W( ……………………………………………… (5)

W = berat zat padat didalam slurry per volume cairan didalam slurry

v = volume filtrate yang ditampung

= densitas zat padat dalam cake

LA dipersamaan (5) menunjukan jumlah filtrate yang tertinggal didalam kuwih. Jumlah

ini sangat kecil dan dapat diabaikan terhadap v. Jika dari persamaan (4) dan (5) harga L

dieleminir akan didapat:

0

…………………………………………… (6)

Jika dalam persamaan (6) diperhitungkan tahanan dari filter medium, maka persamaan

menjadi:

…………………………………………… ………….(7)

RM = tahanan dari filter medium dan pemipaan, (Ft)-1

Untuk mempermudah dalam analisa data, tahanan dari filter medium dan pemipaan

dinyatakan dengan volume filtrate yang ekuivalen:

= ………………………………………………………..(8)

Ve = volume filtrate yang membentuk cake dengan tahanan yang sama dengan

tahanan dari filter medium dan pemipaan

Jika operasi filtrasi dilakukan pada tekanan konstan maka persamaan tersebut dapat

diintegralkan sebagai berikut:

K

Dari persamaan ini dapat ditentukan waktu yang diperlukan untuk menghasilkan filtrate

dengan volume tertentu. Harga-harga konstanta dan ve dapat ditentukan dari hasil

percobaan.

Persamaan (8) dapat diubah menjadi:

…………………………………..………………………(10)

Jika –∆P konstan, maka grafik dθ/dv vs V merupakan garis lurus dengan:

Gambar2.1Grafikd/dv vs v

Jika filtrasi dilakukan pada kecepatan konstan, maka persamaan (10) dapat diubah

menjadi:

…………………………………………………(11)

Persamaan ini akan memberikan garis lurus jika digambarkan grafik dari (-𝛥P) vs( v )

II.3 Pencucian

Setelah selesai operasi filtrasi, perlu diadakan pencucian untuk memisahkan filtrate

yang masih tertinggal dalam kuwih. Tebal kuwih tidak mengalami perubahan maka

kecepatan pencucian hanya tergantung pada besarnya penurunannya tekanan. Jika aliran

pencuci sama dengan aliran slurry dan dimasukkan dengan tekanan yang sama, kecepatan

aliran pencuci = kecepatan pada akhir filtrasi yang diberikan pada persamaan (8).

II.4 Waktu filtrasi yang optimum

Misalkan waktu pencucian dan pembersihan = q’ (dianggap konstan) maka waktu

siklus

Supaya optimum

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Rancangan Percobaan

III.1.1 Rancangan Praktikum

Rancangan praktikum filtrasi diawali dengan cek kebocoran filter, cek kebocoran filter

dimulai dengan memasang filter cloth dan seal diantara plate and frame filter, setelah selesai

dipasang amati kebocoran pada alat. Lalu dilanjutkan dengan operasi filtrasi yang

menggunakan slurry yang terbuat dari 2% berat tepung terigu dalam 20 L air dan 2 gram

pewarna, pada operasi filtrasi perlu diamati penurunan drastis pada volume filtratnya dengan

cara menampung filtrate setiap 10 detik. Operasi selanjutnya adalah operasi pencucian, pada

operasi pencucian pastikan posisi semua kran sama dengan saat operasi filter dan amati

peningkatan volume yang drastic dengan cara menampung air hasil operasi pencucian setiap

10 detik. Berikutnya dilanjutkan dengan mengukur Densita dan Viskositas Slurry serta

membuat larutan seri. Adapun rancangan praktikum secara garis besar ditampilkan pada

gambar 3.1 sebagai berikut :

III.1.2 Penetapan Variabel

Variabel : Menampung tiap 10 detik

III.2 Bahan Dan Alat yang Digunakan

Bahan yang digunakan

Cek Kebocoran Filter

Operasi Filtrasi

Operasi pencucian

Membuat larutan Seri

Mengukur Densitas dan

VIskositas Slurry

Air

Tepung

Pewarna

Alat yang digunakan

Tangki kolom

Stopwatch

Timbangan

Viscometer Ostwald

Gelasukur

III.3.Gambar Rangkaian Alat

Alat percobaan filtrasi ini terdiri dari suatu filter press yang dilengkapi dengan sebuah

manometer. Peralatan tambahan yang diperlukan untuk melakukan percobaan ini ialah:

1. Sebuah drum untuk tempat slurry.

2. Erlenmeyer untuk penampung filtrat.

3. Stopwatch.

4. Timbangan.

Gambar3.1 Skema rangkaian alat filtrasi

III.6. Prosedur Praktikum

A. Cek Kebocoran filter

1. Mengukur luas efektif dan filter cloth.

2. Bersihkan filter cloth dengan air.

3. Pasang filtercloth diantara plate dan frame.

4. Isi tangki feed dengan air sampai lebih kurang setengah volume tangki penuh.

5. Pastikan kran recycle dan keran umpan filter press terbuka.

6. Nyalakan pompa.

7. Amati kondisi filterpress, jika ada air yang menetes dari plate danframe berarti

terjadi kebocoran sehingga posisi filtercloth perlu diperbaiki (ulangi langkah 3-7

sampai tidak terjadi kebocoran).

8. Buang air yang terdapat dalam tangki feed.

B. Operasi Filtrasi

1. Buat slurry 2% berat tepung terigu dalam 20L air dan 2gram pewarna (hitung

kebutuhan tepungdengan rumus % berat).

2. Campur ketiga bahan itu dalam tangki feed dengan pertamakali memasukkan air,

kemudian pewarna dan tepung. Tepung dimasukkan dengan cara ditaburkan

secara merata dan perlahan-lahan.

3. Atur kran, kran recycle terbuka rastic umpan filter press tertutup.

4. Nyalakan pompa.

5. Tunggu satu menit (agar larutan slurry rastic ).

6. Buka kran umpan dan filter.

7. Tamping filtrate setiap 10 menit dan ukur volume filtratnya.

8. Ulangi langkah 7 sampai terjadi penurunan volume yang rastic.

C. Operasi Pencucian

1. Simpan slurry sisa dalam ember.

2. Isi tangki feed dengan air sampai penuh.

3. Pastikan posisi semua kran sama dengan saatoperasi filter.

4. Nyalakan pompa.

5. Tampung filtrate setiap 10 detik dan ukur volume filtratnya.

6. Ulangi langkah 5 sampai cairan bersih, yang terjadi peningkatan volume yang

drastic

D. Mengukur Densitas dan Viskositas Slurry

Keterangan :

= viskositas slurry

= viskositas air

= densitas air

= densitas slurry

ts = waktu tempuh slurry

ta = waktu tempuh air

E.. Membuat Larutan Seri

4. Ambil 50ml slurry sebelum opersi filtrasi dilakukan.

5. Encerkan 2kali (tambah air hingga 100 ml).

6. Ambil 50 ml dari larutan langkah 2.

4. Ulangi langkah 2 dan3 hingga warnanya sama dengan hasil akhir operasi pencucian.

5. Catat berapa kali pengencerannya.

DAFTAR PUSTAKA

Badger. W.L and Bacheru ,J.L.1976. Introduction to Chemical Engineering. Tokyo: Mc. Graw

Hill Book Co.

Caulsan, J.M, and Richardson, J.F. 1962. Chemical Engineering, 2nd

ed. New York: Pergaman

Press.

Mc.Cabe, W.L. 1996. Unit Operation of Chemical Engineering, 4th

ed. Singapore: Kasumi

Rincing Co.Ltd.page 393-410

Mickley, Harold.1949. Chemical Engineering Progresi, 4th

ed. Tokyo: Mc Graw Hill Book

Perry, R.H. Don Green. 1984. Chemical Engineering, 6th

ed. Tokyo: Mc Graw Hill Book

Samsudin, A.M dan Khoirudin. 2005. Ekstraksi. Filtrasi Membran dan Uji Stabilitas Zat Warna

Kulit Manggis. Universitas Diponegoro.

LAMPIRAN

1. Menentukan viskositas slurry

a. Isi viskosimeter dengan cairan sampai pada ketinggian tertentu (missal titik a).

b. Hisap cairan dengan menggunakan selang sampai pada titik tertentu.

c. Hidupkan stopwatch tepat saat cairan melewati titik b sampai titik a.

d. Catat waktu tempuh.

e. Hitung viskositas cairan dengan rumus diatas.