FILTRASI

5/10/2018 FILTRASI - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/filtrasi-55a0bfa29c7c8 1/9

FILTRASI

Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada

medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan akan terendapkan. Range filtrasi pada

industri 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.

Suatu saat justru limbah padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Di dalam

industri, kandungan padatan suatu umpan mempunyai range dari hanya sekedar jejak 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, banyak jenis penyaring telah dikembangkan,

beberapa jenis akan dijelaskan di bawah ini.

Fluida mengalir melalui media penyaring karena perbedaan tekanan yang melalui media

tersebut. Penyaring dapat beroperasi pada:

- tekanan di atas atmosfer pada bagian atas media penyaring,

- tekanan operasi pada bagian atas media penyaring,

- 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. Penyaring sentrifugal

didiskusikan pada seksi berikutnya pada bab ini. 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-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.

Penyaring dibagi ke dalam tiga golongan utama, yaitu penyaring kue (cake), penyaring

penjernihan (clarifying), dan penyaring aliran silang (crossflow ). Penyaring kue memisahkan padatan

dengan jumlah relatif besar sebagai suatu kue kristal atau lumpur, sebagaimana terlihat dalam Gb.30.4.a. Seringkali penyaring ini dilengkapi peralatan untuk membersihkan kue dan untuk membersihkan

cairan dari padatan sebelum dibuang. Penyaring penjernihan membersihkan sejumlah kecil padatan dari

suatu gas atau percikan cairan jernih semisal minuman. Partikel padat terperangkap didalam medium

penyaring (Gb. 30.4.b) atau di atas permukaan luarnya. Penyaring penjernihan berbeda dengan

saringan biasa, yaitu memiliki diameter pori medium penyaring lebih besar dari partikel yang akan

disingkirkan. Di dalam penyaring aliran silang, umpan suspensi mengalir dengan tekanan tertentu di atas

medium penyaring (Gb. 30.4.c). Lapisan tipis dari padatan dapat terbentuk di atas medium permukaan,



tetapi kecepatan cairan yang tinggi mencegah terbentuknya lapisan. Medium penyaring adalah

membran keramik, logam, atau polimer dengan pori yang cukup kecil untuk menahan sebagian besar

partikel tersuspensi. Sebagian cairan mengalir melalui medium sebagai filtrat yang jernih, meninggalkan

suspensi pekatnya. Pembahasan selanjutnya, suatu penyaring ultra, unit aliran silang berisi membran

dengan pori yang sangat kecil, digunakan untuk memisahkan dan memekatkan partikel koloid dan

molekul besar.

PENYARING KUE

Pada permulaan filtrasi pada penyaring kue beberapa partikel padat memasuki medium pori dan

ditahan, tetapi dengan segera mulai berkumpul di permukaan septum. Setelah periode awal ini padatan

kue mulai terfiltrasi; padatan tersebut mulai menebal di permukaan dan harus dibersihkan secara

periodik. Kecuali dilengkapi kantong penyaring untuk pembersih gas, penyaring kue umumnya hanya

digunakan untuk pemisahan padat-cair. Sebagaimana penyaring lainnya, penyaring ini dapat beroperasi

dengan tekanan di atas atmosfer pada aliran atas medium penyaring atau tekanan vakum pada aliran

bawah. Jenis lainnya juga kontinyu atau diskontinyu, tetapi karena kesulitan pembuangan padatan

melawan tekanan positif, kebanyakan tekanan penyaring adalah diskontinyu.

PENYARING BERTEKANAN DISKONTINYU. Penyaring bertekanan memerlukan perbedaan tekanan yang

besar yang melalui septum agar filtrasi cepat cairan viskos atau padatan sempurna dapat dilakukan

secara ekonomis. Kebanyakan jenis penyaring bertekanan adalah mesin pres bersaringan ( filter presses)

dan penyaring bercangkang dan berdaun (shell-and leaf filter ).

MESIN PRES BERSARINGAN (FILTER PRESS). Suatu mesin pres bersaringan berisi satu set plat yang

didesain untuk menyediakan serangkaian ruang atau kompartemen yang didalamnya padatandikumpulkan. Plat-plat tersebut dilingkupi medium penyaring seperti kanvas. Lumpur dapat mencapai

tiap-tiap kompartemen dengan tekanan tertentu; cairan melalui kanvas dan keluar ke pipa

pembuangan, meninggalkan padatan kue basah dibelakangnya.

Plat dari suatu mesin pres bersaringan dapat berbentuk persegi atau lingkaran, vertikal atau

horizontal. Kebanyakan kompartemen padatan dibentuk dengan penyelia plat polipropelina cetakan.

Dalam desain lain, kompertemen tersebut dibentuk di dalam cetakan plat berbingkai ( plate-and-frame

press) sebagaimana dapat dilihat pada Gb. 30.5, yang didalamnya terdapat plat persegi panjang dengan

6 s.d. 78 in. (150 mm s.d. 2 m) yang pada satu sisi dapat diubah-ubah. Ketebalan setiap plat antara 6 s.d.

2 in. (6 s.d. 50 mm), ketebalan bingkai antara 1/4 s.d. 8 in. (6 s.d.200 mm). Plat dan bingkai dipasang

pada posisi vertikal dalam rak logam, dengan kain melingkupi permukaan setiap plat, dan ditekandengan keras bersama dengan memutar skrup hidraulik. Lumpur memasuki suatu sisi akhir dari

rangkaian plat dan bingkai. Lumpur mengalir sepanjang jalur pada satu sudut rangkaian tersebut. Jalur

tambahan mengalirkan lumpur dan jalur utama ke dalam setiap bingkai. Di sini padatan akan

terendapkan di atas kain yang menutupi permukaan plat. Cairan menembus kain, menuruni jalur pada

permukaan plat (corrugation), dan keluar dari mesin press.



Setelah merangkai mesin pres, lumpur dimasukkan dengan pompa atau tangki bertekanan pada

tekanan 3 s.d. 10 atm. Filtrasi dilanjutkan sampai cairan tidak lagi muncul pada keluaran atau tekanan

filtrasi secara tiba-tiba meningkat. Hal ini terjadi ketika bingkai penuh padatan atau tidak ada lumpur lagi

yang dapat masuk. Jika hal demikian terjadi, mesin pres dapat dikatakan mengalami kemacetan

( jammed ). Cairan pencuci mungkin dapat digunakan untuk membersihkan pengotor yang larut dari

padatan., setelah itu kue dapat ditiup dengan kukus (steam) atau udara untuk membersihkan cairan

yang tersisa. Mesin pres kemudian dibuka, dan padatan kue dihilangkan dari medium penyaring dan

dipindahkan ke konveyor atau tempat penampungan. Dalam banyak mesin pres, operasi tersebut

dilakukan secara otomatis, sebagaimana terlihat pada Gb. 30.5.

Pencucian secara teliti mesin pres bersaringan dapat memakan waktu beberapa jam, untuk cairan

pencuci cenderung mengikuti jalur termudah dan melintasi secara tegang kumpulan kue. Jika ada bagian

kue yang kurang padat, maka umumnya cairan pencuci tidak efektif. Jika pencucian lebih baik dilakukan

secara berlebihan, akan lebih baik untuk mengalirkan kembali lumpur melalui kue-kue yang sebagian

telah tercuci, secara bersama dengan cairan pencuci dalam jumlah yang lebih besar dan menyaring

kembali. Atau juag menggunakan penyaring bercangkang dan berdaun, yang menjanjikan pencucian

lebih baik daripada cetakan plat dan bingkai.

PENYARING BERCANGKANG DAN BERDAUN. Untuk mencuci dibawah tekanan yang lebih tinggi daripada

di cetakan plat dan bingkai, agar ongkos buruh lebih murah, atau memerlukan pencucian kue yang lebih

efektif, penyaring bercangkang dan berdaun mungkin diperlukan. Pada tangki horizontal (Gb. 30.6)

suatu set daun vertical dipasang pada rak yang dapat ditarik kembali. Unit yang diperlihatkan pada

gambar sedang dibuka; selama operasi daun-daun berada pada tangki tertutup. Umpan memasuki sisi

tangki; filtrat melalui daun-daun dan keluar melalui suatu pipa. Desain yang diperlihatkan Gb. 30.6

dipergunakan secara luas melibatkan peralatan penyaring, sebagaimana didiskusikan kemudian pada

bab ini.

PENYARING SABUK OTOMATIS. Penyaring sabuk Larox terlihat pada Gb. 30.7 adalah penyaring

bertekanan diskontinyu yang memisahkan, mengkompresi, mencuci, dan secara otomatis membuang

kue. Filtrasi berada pada ruangan horizontal 2 s.d. 20, yang disusun satu di atas lain. Rangkaian kain

penyaring mengalir melalui ruang penyaringan bergantian. Dengan kondisi sabuk yang diam, pada siklus

filtrasi tiap-tiap ruang diisi dengan padatan. Air bertekanan tinggi kemudian dipompakan dibelakang

keran (diaphragm) fleksibel di dalam langit-langit ruang, menekan kue dengan keras dan menghasilkan

cairan. Dengan keran terbuka, air pencuci mengalir melalui kue dan jika diinginkan kue dikompresi

kembali dengan mengatur keran. Akhirnya udara ditiup melalui kue utnuk membersihkan cairan

tambahan.

Ruang-ruang dibuka secara hidarulik sehingga sabuk dapat dipindah pada jarak yang lebih besar

daripada panjang ruang. Kejadian ini membuang kue dari kedua sisi penyaring sebagaimana terlihat

pada Gb. 30.7. Pada waktu yang sama, bagian lain dari sabuk melalui mulut pipa semprot (spray nozzles)

untuk dicuci. Setelah semuanya, kue dibuang, sabuk dicuci, ruang ditutup, dan siklus filtrasi diulang lagi.

Semua langkah dilakukan secara otomatis berdasarkan impuls dari panel pengendali. Ukuran penyaring

dari 0,8 m2

(8,6 ft2) s.d. 31,5 m

2(339 ft

2). Siklus keseluruhan relatif pendek, umumnya 10 s.d. 30 min,

sehingga penyaring ini dapat digunakan pada proses kontinyu.



PENYARING VAKUM DISKONTINYU. Penyaring bertekanan biasanya beroperasi secara diskontinyu.

Suatu penyaring vakum diskontinyu, kadang-kadang sangat berguna. Suatu nutsch vakum mempunyai

ukuran sedikit lebih kecil daripada corong Buchner , berdiameter 1 s.d. 3 m (3 s.d. 10 ft) dan membentuk

lapisan padatan dengan tebal 100 s.d. 300 mm (4 s.d. 12 in). Untuk mempermudah, suatu nutsch dapat

langsung dibuat dari material tahan korosi dan menjadi berharga karena dicoba disaring secara batch

varietas material yang korosif. Nutch biasanya tidak umum dilakukan untuk proses berskala besar oleh

karena buruh yang terlibat dalam membersihkan tumpukan kue; namun demikian nutch tetap berguna

sebagai penyaring bertekanan yang dikombinasikan dengan pengering-bersaringan untuk keperluan

tertentu dalam operasi batch.

PENYARING VAKUM KONTINYU. Dalam setiap penyaring vakum kontinyu, cairan dihisap melalui septum

yang bergerak untuk mengendapkan padatan kue. Kue kemudian dipindahkan dari tempat penyaringan,

dicuci, dihisap, dikeringkan, dan dikeluarkan dari septum, kemudian lumpur dimasukkan kembali.

Beberapa bagian dari septum terletal pada zona penyaringan, sebagian di dalam zona pencuci,

sementara sebagian lagi pembebasan dari bebannya, sehingga buangan padatan dan cairan dari

penyaring tidak dapat dihentikan. Perbedaan tekanan yang melintasi septum di dalam penyaring vakum

kontinyu tidak terlalu tinggi, umumnya diantara 250 s.d. 500 mm Hg. Berbagai desain penyaring berbeda

dalam metode pengenalan lumpur, bentuk dari permukaan filter, dan jalan tempat padatan dibuang.

Kebanyakan, penggunaan vakum dari sumber yang diam ke yang bergerak melalui rotary valve.

PENYARING DRUM BERPUTAR (ROTARY DRUM FILTER). Jenis yang paling umum dari penyaring vakum

kontinyu adalah penyarin drum berputar (Gb. 30.8). Suatu drum berputar dengan arah horizontal pada

kecepatan 0.1 s.d. 2 r/min mengaduk Lumpur yang melaluinya. Medium penyaring, seperti kanvas,melingkupi permukaan dari drum, sebagian dibenamkan dalam cairan. Di bawah drum utama yang

berputar, terdapat drum yang lebih kecil permukaan padat. Di antara dua drum tersebut ada ruang tipis

berbentuk radial membagi ruang anular kedalam kompartemen-kompartemen, setiap kompartemen

tersambung dengan pipa internal ke suatu lubang dalam plat berputar pada rotary valve. Vakum dan

udara secara bergantian dimasukkan pada tiap-tiap kompartemen dalam drum berputar. Penyaring

bergaris-garis menutupi permukaan yang tampak pada tiap-tiap ruang membentuk suatu pergantian

panel.

Pertimbangkan panel tergambar pada A dalam Gb. 30.8. Hal ini menjelaskan tentang

pengumpanan lumpur. Oleh karena tercelup di bawah permukaan cairan, vakum terjadi pada rotary

valve. Suatu lapisan padatan terbentuk di permukaan panel karena cairannya terserap melalui kain kedalam kompartemen, melalui pipa dalam, melalui valve, dan masuk ke dalam tangki pengumpul. Ketika

panel meninggalkan lumpur dan memasuki zona pencucian dan pengeringan, keadaan vakum terjadi

pada panel dari suatu sistem terpisah, menghisap cairan pencuci dan udara melalui padatan kue.

Sebagaimana terlihat dalam flow sheet Gb. 30.9, cairan pencuci diambil melalui penyaring kedalam

suatu tangki pengumpul yang terpisah. Setelah padatan kue pada permukaan panel telah dihisap

sekering mungkin, panel meninggalkan zona pengeringan, vakum di hentikan, dan kue dibersihkan

dengan dipotong-potong menggunakan pisau horizontal diketahui sebagai doctor blade. Udara kecil

ditiup dibawah kue untuk membelai kain. Hal ini akan menyebabkan kue lepas dari kain dan membuat



pisau tidak diperlukan lagi. Sekali kue dibuang, panel kembali memasuki lumpur dan siklus terulang.

Oleh karena setiap saat dalam operasi, panel terlibat dalam setiap bagian dari siklus, operasi dari

penyaring sebagai keseluruhan adalah kontinyu.

Banyak variasi dari penyaring drum berputar yang telah dikomersialkan. Dalam beberapa desain,

ada yang tidak mempunyai kompartemen di dalam drum; vakum terjadi pada keseluruhan permukaan

media penyaring. Filtrat dan cairan pencuci dialirkan bersama melalui suatu pipa tercelup; padatan

dibuang dengan mengalirkan udara melalui kain dari tapal diam di dalam drum, menyentuh kain

penyaring dan meretakkan kue. Dalam model lainnya kue diangkat dari permukaan penyaring oleh satu

set tali berjajar atau dengan memisahkan kain penyaring dari permukaan drum dan melewatkannya

pada roller yang berdiameter kecil. Perubahan arah secara tajam pada roller mengakibatkan padatan

jatuh terbuang. Kain mungkin dapat dicuci dari roller pada bagian bawah drum. Cairan pencuci dapat

juga dipercikkan secara langsung pada permukaan kue, atau, mengalirkan udara agar kue dapat

merengkah, hal tersebut dapat dilakukan dengan memercikannya pada lapisan kain ketika melalui zona

pencucian dan terjadi gaya tekan ke arah permukaan luar.

Jumlah drum yang terendam merupakan suatu variabel. Kebanyakan penyaring umpan dari dasar

beroperasi sekitar 30% dari daerah penyaringan yang terendam di dalam lumpur. Ketika kapasitas

penyaringan tinggi dan pencucian tidak diperlukan, mungkin diperlukan suatu penyaring yang

mempunyai keterendaman tinggi, sekitar 60 s.d. 70% penyaring terendam. Kapasitas penyaring berputar

sangat tergantung pada karakter umpan lumpur dan secara khusus terdapat kue yang mengendap.

Tebal kue yang terbentuk pada penyaring vakum berputar di industri adalah 3 s.d.40 mm (1/8 s.d. 1.5

in.). Ukuran drum standard bervariasi dari diameter 0.3 m (1 ft) dengan diameter permukaan 0.3 m, s.d.

diameter 3 m (10 ft) dengan diameter permukaan 4.3 m (14 ft).

Penyaring vakum berputar kontinyu kadang-kadang dioperasikan dibawah tekanan positif s.d. 15

atm dalam situasi filtrasi vakum tidak layak atau ekonomis. Kasus-kasus yang menyebabkannya

misalnya: ketika padatan sempurna dan penyaring sangat lambat atau ketika cairan memiliki tekanan

uap yang tinggi, mempunyai viskositas lebih dari 1 P, atau ketika cairan jenuh dan mengkristal setelahdingin. Dengan tingkat penyaringan lumpur yang lamban, perbedaan tekanan yang melintasi septum

harus lebih besar daripada yang diperoleh pada suatu penyaring vakum; dengan cairan yang menguap

atau mengkristal pada tekanan menurun, tekanan pada sisi aliran bawah pada septum tidak dapat

melebihi atmosfer. Masalah lain, misal: masalah mekanis pembuangan padatan dari penyaring ini, yaitu

ongkos dan kerumitannya yang tinggi, dan ukurannya yang kecil membatasi penggunaannya pada

masalah khusus. Bila filtrasi vakum tidak dapat digunakan untuk pemisahan, penyaring kontinyu

sentrifugal dapat dipertimbangkan untuk menggantikannya.

Suatu penyaring bermantel (precoat filter) adalah penyaring drum berputar yang dimodifikasi

untuk menyaring padatan sempurna atau gelatin yang berjumlah sedikit. Di dalam operasinya, suatu

lapisan penyaring berpori, seperti tanah diatomae, terendapkan pada media penyaring. Kemudiancairan pencuci dihisap melalui lapisan tersebut, mengendapkan padatan menjadi lapisan yang sangat

tipis. Lapisan-lapisan tersbeut kemudian dipotong-potong dengan suatu pisau, yang secara kontinyu

memperlihatkan permukaan material berpori yang bersih untuk operasi selanjutnya. Penyaring

bermantel dapat beroperasi di bawah tekanan. Pada tekanan tersebut, padatan terbuang dan penyaring

dikumpulkan, dibersihkan secara periodik pada tekanan atmosfer, lalu drum di lapisi lagi dengan

penyaring. Penyaring bermantel dapat digunakan hanya ketika padatan dibuang atau ketika campuran

dengan jumlah yang besar dari penyaring tidak mempunyai masalah serius. Keterendaman dari

penyaring bermantel adalah 50%.



PENYARING SABUK HORIZONTAL. Ketika umpan mengandung partikel padatan yang terendapkan

secara cepat, penyaring drum berputar bekerja buruk atau malah tidak dapat bekerja. Partikel tak

sempurna tidak dapat tersuspensi secara baik di lumpur, dan kue yang terbentuk seringkali tidak mau

menempel pada permukaan penyaring. Pada keadaan ini diperlukan suatu penyaring horizontal dengan

umpan atas. Sabuk yang bergerak diperlihatkan pada Gb. 30.10 adalah satu dari beberapa jenis

penyaring horizontal; hal tersebut mengingatkan pada sabuk konveyor (conveyor belt ), dengan

dukungan bubungan yang melintang atau sabuk drainase yang membawa kain penyaring. Pada

permulaan sabuk drainase akan melewati suatu kotak vakum longitudinal, yang di dalamnya filtrat

ditampung. Umpan lumpur mengalir ke dalam sabuk melalui distributor pada suatu sisi; kue yang

tersaring dan tercuci dibuang pada sisi lainnya.

Penyaring sabuk secara khusus berguna dalam pengolahan limbah cair, sejak limbah seringkali

berisi partikel dengan ukuran yang bervariasi. Penyaring ini tersedia pada ukuran lebar 0.6 s.d. 5.5 m (2

s.d. 18 ft) dan panjang 4.9 s.d. 33.5 m (16 s.d. 110 ft), dengan luas filtrasi s.d. 110 m2 (1200 ft2).

Beberapa model mempunyai cirri penyaring sabuk, mirip dengan penyaring bertekanan Larox yang

dikemukakan sebelum ini; vakum di dalamnya dilakukan secara terputus-putus. Ketika sabuk bergerak

ke depan sepanjang setengah meter vakum akan dimatikan, sebaliknya bila sabuk dalam keadaan diam

vakum akan menyala. Hal ini dilakukan untuk menghindari kesulitan menjaga suatu segel vakum yang

terdapat diantara kotak vakum dan sabuk tetap baik.

PENYARING SENTRIFUGAL

Padatan yang membentuk kue berpori dapat dipisahkan dari cairan dengan penyaringan berpusing.

Umpan dimasukkan ke dalam keranjang berputar yang memiliki dinding bercelah atau berlubang yang

disampuli suatu medium penyaring seperti kanvas atau kain logam. Tekanan yang dihasilkan dari gaya

sentrifugal memaksa cairan melewati medium penyaring, meninggalkan padatannya. Jika umpan yang

masuk keranjang dihentikan dan padatan kue diputar untuk waktu yang singkat, kebanyakan cairanresidu di dalam kue mengalirkan partikel sehingga padatan lebih kering daripada hal yang sama untuk

mesin pres bersaringan ( filter press) atau penyaring vakum (vacuum filter ). Ketika material yang

tersaring harus dikeringkan secara berurut dengan alat pemanas, pemakaian penyaring ini dapat

dipertimbangkan sebagai langkah ekonomis.

Jenis utama dari penyaringan sentrifugal adalah mesin batch tersuspensi, yang diskontinyu di

dalam operasinya; mesin batch bersiklus pendek otomatis; dan pemusing konveyor kontinyu

(continuous conveyor centrifuges). Di dalam pemusing tersuspensi, media penyaring adalah kanvas atau

tenunan kain logam. Dalam mesin otomatis digunakan saringan logam yang baik; dalam konveyor

berpusing, medium penyaring biasanya adalah celah pada dindingnya sendiri.

PEMUSING BATCH TERSUSPENSI (SUSPENDED BATCH CENTRIFUGES). Suatu jenis yang sering digunakan

di industri dari batch berpusing adalah pemusing tersuspensi pada bagian atas (Gb. 30.11). Lubang

keranjang mempunyai diameter 750 s.d. 1200 mm (30 s.d. 48 in) dan kedalaman dari 18 s.d. 30 in serta

belokan dengan kecepatan antara 600 dan 1800 r/min. Operasi pada keranjang dilakukan pada bagian

akhir bawah dengan aliran vertikal dari bagian atas. Media penyaring terhubung dengan dinding



perforasi keranjang. Lumpur diumpan melalui pipa masukan atau peluncuran memasuki keranjang

berputar. Cairan mengalir melewati media penyaring ke dalam kotak dan keluar pada pipa keluaran:

padatan membentuk kue dengan tebal 50 s.d. 150 mm (2 s.d. 6 in) di dalam keranjang. Cairan pencuci

dapat dipercikkan pada padatan untuk membersihkan material yang larut. Kue kemudian diputar

sekering mungkin, kadang-kadang pada kecepatan lebih tinggi daripada saat pembebanan dan

pencucian. Motor kemudian dihentikan, hampir bersamaan aktivitas keranjang juga berhenti. Dengan

keranjang yang lamban berputar, 30 s.d. 50 r/min, padatan dibuang dengan memotong menggunakan

pisau, yang memisahkan kue dari media penyaring dan mendorongnya melalui bukaan dekat dasar

keranjang. Ketika media penyaring telah dibilas bersih, motor menjadi hidup, dan siklus berulang.

Pemusingan tersuspensi pada bagian atas digunakan secara luas dalam pemurnian gula, dengan

waktu operasi singkat, yaitu 2 s.d. 3 min per beban dan menghasilkan produk 5 ton kristal/jam per

mesin. Pengendalian otomatis sering disediakan untuk beberapa atau semua langkah siklus. Dalam

kebanyakan proses dimana kristal dengan tonase besar dipisahkan, pemusingan konveyor berputar lain

digunakan.

Jenis lain dari pemusing batch dikendalikan dari bagian bawah, terdiri dari motor pengendali,

keranjang, dan kotak padatan tersuspensi. Padatan dilepaskan dengan tangan melalui bagian atas kotak

atau menggunakan alat dari bawah pada bukaan seperti penyaring sebelumnya. Kecuali untuk

pemurnian, pemusing tersuspensi biasanya mempunyai siklus operasi 10 s.d. 30 min per beban,

membuang padatan pada laju 300 s.d. 1800 kg/jam (700 s.d. 4000 lb/jam).

PEMUSING BATCH OTOMATIS. Pemusing batch otomatis bersiklus pendek dapat dilihat pada Gb. 30.12.

Dalam mesin ini keranjang berotasi pada kecepatan konstan pada sumbu horizontal. Umpan lumpur,

cairan pencuci, dan pembilasan saringan dipercikkan ke dalam keranjang dengan interval waktu yang

telah diatur. Keranjang dikosongkan (pada saat kecepatan penuh putaran) dengan pisau berat yang

memotong padatan keluar secara periodik melalui pembuangan. Penghitung waktu siklus dan kerangankumparan operasi mengendalikan berbagai operasi: umpan, pencucian, pemutaran, pembilasan, dan

pengosongan beban. Bagian dari siklus dapat diperpanjang atau sebaliknya sesuai dengan keperluan.

Keranjang pada mesin ini memiliki diameter 500 dan 1100 mm (20 dan 42 in). Pemusing otomatis

memiliki kapasitas produksi yang tinggi dengan pengeringan kristal secara bebas. Biasanya tidak

dipergunakan ketika partikel memiliki ukuran lebih dari 150 mesh. Dengan kristal yang buruk, siklus

operasi total mempunyai range dari 35 s.d. 90 s, sehingga masukan setiap jamnya besar. Oleh karena

diperlukan waktu siklus yang pendek dan sedikit hambatan dari pengumpanan lumpur, filtrat, dan

padatan terbuang, pemusingan otomatis dikelompokkan ke dalam proses manufaktur kontinyu. Sedikit

padatan batch dapat lebih efektif apabila dicuci dengan sedikit cairan pencuci—sebagaimana pada

mesin batch lain—

jumlah pencucian dapat meningkat secara temporer untuk meningkatkan kualitasmaterial. Pemusing otomatis tidak dapat mengerjakan pengeringan padatan yang lambat, biasanya akan

bersiklus panjang dan tidak ekonomis, atau padatan tidak terbuang secara baik pada keluarannya. Hal ini

merupakan alasan dipergunakannya pisau pengosongan beban, yaitu untuk memecah atau

mendegradasi kristal.



PEMUSING PENYARINGAN KONTINYU. Suatu pemisah sentrifugal kontinyu untuk kristal kasar,

pemusing konveyor timbal balik (reciprocating-conveyor centrifuge) terlihat di Gb. 30.13. Suatu

keranjang berputar dengan suatu dinding berlubang dimasukkan umpan melalui corong yang berputar

mengikutinya. Tujuan dari corong tersebut adalah mempercepat pengumpanan lumpur secara halus.

Umpan memasuki ujung kecil corong pipa terpasang pada sumbu putar keranjang. Umpan mengalir

hingga corong lain, kecepatannya meningkat seiring perjalanannya, dan tersembur ke keranjang dengan

arah yang sama dengan dinding pada kecepatan yang hampir sama. Cairan mengalir melalui dinding

keranjang, yang dilingkupi kain logam tenun. Suatu lapisan kristal dengan tebal 25 s.d. 75 mm (1 s.d. 3

in) terbentuk. Lapisan ini berpindah melalui permukaan saringan dengan suatu penekan timbal balik.

Setiap gaya penekan memajukan kristal beberapa inci mendekati bibir keranjang; gaya yang berlawanan

mengakibatkan terbukanya ruangan sehingga kue dapat mengendap. Ketika kristal mencapai bibir

keranjang, kristal terbang ke sebelah luar masuk ke dalam kotak besar dan meluncur menuju

pengumpul. Filtrat dan cairan pencuci dipercikkan ke atas kristal selama perjalanannya meninggalkan

kotak menuju keluaran. Percepatan dari umpan Lumpur dan perlambatan dari padatan yang dibuang

meminimalkan tabrakan kristal. Unit multitahap untuk meminimalkan jarak perjalanan kristal digunakan

bersama padatan kue yang tidak terbawa secara normal dalam unit satu tahap. Pemusing timbal balik

dibuat dengan keranjang mempunyai ukuran anatara 300 s.d. 1200 mm (12 s.d. 48 in). Pemusing ini

mengeringkan dan mencuci 0.3 s.d 25 ton/jam padatan yang mengandung kurang dari 10% beratmaterial berukuran lebih dari 100 mesh.

MEDIA PENYARING. Septum di dalam setiap penyaring harus memenuhi persyaratan sbb.:

1. Penyaring harus menahan padatan yang disaring, menghasilkan filtrat yang cukup jernih.

2. Penyaring harus tidak tersumbat.

3. Penyaring harus tahan zat kimia dan cuku kuat secara fisik terhadap operasi yang terjadi.

4. Penyaring harus dapat membuat semua kue mudah untuk dibuang.

5. Penyaring harus berharga wajar.

Pada industri filtrasi, medium penyaring yang umum adalah kain kanvas, atau bahan tenun

tertentu (dari bebek atau kain kepar). Berat dan bentuk dari tenunan bervariasi tergantung pada

permintaan. Cairan korosif membutuhkan jenis media penyaring tertentu seperti kain wol, kain logam

monel atau stainless steel , kain gelas, atau kertas. Jenis serat seperti nilon, polipropilena, dan berbagaipolyester juga mempunyai ketahanan tinggi terhadap zat kimia.

Suatu kain dengan ukuran mesh yang diberikan, sintetis halus atau serat logam kurang efektif

daripada serat alami kasar dalam memindahkan partikel sempurna. Biasanya, kerugian ini hanya dialami

pada permulaan filtrasi, oleh karena selain keras, partikel kasar yang tidak mengandung partikel

sempurna bukanlah septum tetapi lapisan awal dari padatan terendapkan. Filtrat pada awalnya agak



buram, namun lama kelamaan semakin jernih. Filtrat buram dikembalikan ke dalam tangki Lumpur

untuk refiltrasi.

BAHAN PEMBANTU SARINGAN. Padatan ramping atau sangat halus memadat membentuk kue yang takdapat ditembus akan mengakibatkan media penyaring tersumbat. Filtrasi dari material seperti itu

membutuhkan peningkatan porositas dari kue sehingga bisa dilewati cairan dengan laju yang normal.

Hal ini dapat dilakukan dengan menambahkan alat bantu penyaring, seperti silica diatomae, perlit,

selulosa kayu, atau padatan berpori inert lain, ke dalam lumpur sebelum filtrasi. Bahan pembantu filter

dapat dipisahkan secara berurutan dari kue dengan melarukan padatan atau membakar bahan tersebut.

Jika padatan tidak berharga, padatan dan bahan tersebut dapat langsung dibuang.

Jalan lainnya adalah pelapisan, yaitu mengendapkan lapisan bahan pembantu saringan di atas

media penyaring sebelum filtrasi. Dalam penyaring batch lapisan ini biasanya tipis; dalam sistem

kontinyu sebagaimana dijelaskan sebelum ini, lapisan tersebut tebal, dan permukaan atasnya secara

kontinyu dipotong dengan gunting tertentu sehingga permukaan media penyaring terlihat. Lapisan ini

mencegah padatan gelatin menyumbat media penyaring dan memberikan filtrat yang jernih. Lapisan ini

lebih merupakan bagian dari media penyaring daripada kue

FILTRASI

Documents

Transcript of FILTRASI