BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proses filtrasi merupakan proses pemisahan campuran yang heterogen

antara fluida dan partikel-partikel padatan dengan menggunakan media filter.

Pada media filter, fluida akan diloloskan dan partikel padatan tertahan Prosedur

filtrasi sederhana dapat diterapkan langsung pada benda padat yang bentuknya

tetap. Sebaliknya, diperlukan perlakuan-perlakuan khusus sebelum dan sesudah

proses filtrasi jika padatan yang akan dipisahkan berupa cairan yang mudah

terdeformasi atau berukuran kecil dan relatif sulit diambil dari suspensi cair.

Saat ini, filtrasi banyak dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah

pada pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium,

menghilangkan pirogen dan pengotor pada air suntik injeksi dan obat‐obat injeksi,

dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula dan untuk memurnikan

bahan-bahan obat dari partikel dan bahan yang tidak diinginkan sehingga dapat

menjamin hasil akhir dari suatu produk obat yang berkualitas dan sesuia syarat

yang ditentukan.Filtrasi juga sering diterapkan pada proses-proses biologis seperti

memisahkan ekstrak juice atau memisahkan mikroorganisme dari medium

fermentasinya. Pada proses-proses pemisahan yang sulit, proses filtrasi

konvesional harus didukung dengan teknologi lain agar filtrasi lebih praktis,

cepat, dan kualitas produk tidak terdegradasi.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa itu filtrasi?

2. Apa itu media filtrasi dan apa syarat-syarat media filtrasi?

3. Apa saja jenis – jenis filtrasi?

4. Bagaimana pengaruh beberapa factor terhadap proses filtrasi?

5. Bagaimana cara merawat alat-alat filtrasi?

1

BAB II

ISI

2.1 Pengertian Filtrasi

Filtrasi (penyaringan) adalah proses pemisahan partikel zat padat dari

fluida dengan jalan melewatkan fluida tersebut melalui suatu medium penyaring

atau septum (septum), dimana zat padat itu tertahan. Istilah medium penyaring

dapat dikatakan juga sebagai medium berpori (filter cloth). Dalam operasi filtrasi,

partikel – partikel padatan tersuspensi dalam cairan atau gas dihilangkan secara

fisika atau mekanis dengan cara melewatkannya melalui medium penyaringan

tersebut. Di dalam campuran zat cair, partikel-partikel padat tersuspensi dapat

berupa partikel yang sangat halus, partikel tegar (rigid) atau plastis, berbentuk

bulat atau beragam dan partikel agregat atau individual (diskrit).

Dalam filtrasi industri, kandungan zat padat dapat mencapai jumlah yang

sangat tinggi. Kadang – kadang umpan itu dimodifikasi dengan sesuatu cara

perlakuan pendahuluan untukmeningkatkan laju filtrasi, misalnya dengan

pemanasan, rekristalisasi, atau dengan menambahkan bahan penolong filtrasi

(filter aid), seperti selulosa, kapur giling, atau tanah diatomea. Selain dapat

membantu melancarkan proses penyaringan atau meningkatkan laju filtrasi, filter

aid juga dapat dapat mempertinggi umur (life time) medium filter dan

menghilangkan zat warna dan bau yang terdapat dalam cairan.

Fluida mengalir melalui medium filter oleh karena adanya perbedaan

tekanan yang melintas pada medium itu.Oleh karena itu, ada filter yang beroperasi

pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfer di sebelah hulu medium

filter, dan ada yang beroperasi dengan tekanan atmosfer di sebelah hulu dan

vakum di sebelah hilir. Tekanan di atas tekanan atmosfer dapat disebabkan oleh

gaya gravitasi yang bekerja pada suatu kolom zat cair, oleh pompa atau blower,

atau oleh gaya sentrifugal.

Kebanyakan filter industri adalah filter tekanan atau filter vakum. Alat itu

ada yang kontiniu dan ada pula yang tidak kontiniu, bergantung pada

2

caramengeluarkan zat padatnya, stedi atau terputus-putus. Pada filter tak kontiniu,

aliran zat cair yang melalui piranti itu adalah kontiniu pada sebagian besar

siklusnya, tetapi aliran itu harus diputus-putuskan secara periodic guna

memungkinkan zat padat yang terkumpul itu dikeluarkan. Dalam filter kontiniu,

pengeluaran zat padat maupun zat cair berlangsung secara kontiniu tanpa terputus

selama alat itu beroperasi.

Hal yang paling utama dalam filtrasi adalah mengalirkan fluida melalui

media berpori. Filtrasi dapat terjadi karena adanya gaya dorong, misalnya ;

gravitasi, tekanan dan gaya sentrifugal. Pada beberapa proses media filter

membantu balok berpori (cake) untuk menahan partikel-partikel padatan di dalam

suspensi sehingga terbentuk lapisan berturut-turut pada balok sebagai filtrat yang

melewati balokdan media tersebut.

2.2 Media Penyaring

Filter medium (medium penyaring) adalah bahan padat berpori yang

berfungsi menahan partikel-partikel padatan berukuran lebih besar dan

meloloskan partikel padat berukuran lebih kecil dari diameter porinya bersama-

sama dengan cairan. Beberapa filter medium yang sering digunakan antara lain

seperti nilon, dacron cloth, kawat baja (steel mesh) gulungan baja tahan karat

berbentuk koil, kain kasa dan lain-lain. Dalam industri, filtrasi ini meliputi

beragam operasi mulai dari penapisan sederhana sampai separasi yang amat

rumit.Fluidanya mungkin berupa zat cair atau gas, arus yang berharga mungkin

fluidanya, tetapi bisa pula zat padatnya, atau bahkan kedua-duanya.Terkadang

tidak ada diantara keduanya yang berharga, seperti limbah padat yang harus

dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang.

Septum di dalam setiap penyaring harus memenuhi persyaratan sebagai

berikut.:

a.Penyaring harus menahan padatan yang disaring, menghasilkan filtrat yang

cukup jernih.

b. Penyaring harus tidak tersumbat.

3

c. Penyaring harus tahan zat kimia dan cuku kuat secara fisik terhadap

operasi yang terjadi.

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

e. 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 berbagai

polyester 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.

Tipe-tipe media filtrasi adalah :

a. Strainers dan kain filter

Kain atau kertas filter terdiri dari lapisan fiber yang berbeda untuk

membuat poriyang membuat cairan mengalir terus menerus ketika

mengumpulkan partiel padat. Fiber ini mungkin berupa sintesis seperti

nilon atau polyester, atau yang alami seperti kapas atau wol.

Kebanyakan, kain filter digunakan untuk filtrasi cake.Disini, slurry

disaring terus pada medium filter, sehingga padatan terkumpul diatas

medium filter dari cake. Nantinya, pembentukan cake menunjukkan

proses filtrasi sesungguhnya dimana medium filter hanya membantu cake.

Sebagian besar prosedur filtrasi melibatkan cake bisa digunakan pencucian

untuk perolehan filrasi secara maksimum.Ketika cake filter dicuci, cairan

yang selalu air, mengalir terus pada cake untuk mengambil sisa-sisa filtrasi

4

dari cake.Biasanya, digunakan maksimal 4kali volume filtrasi dari cairan

pencuci.

b. Filter cartridge

Filter catrige terdiri dari gulungan media filter sehingga melukai beberapa

lapisan dari cover media filtrasi yang lainnya. Pada luka cartridge ini

selalu di masukkan dalam rumah yang mungkin hold lebih dari satu

cartsidge pada sebuah waktu.

Filter cartridge mungkin digunakan sebagai filter permukaan atau filter

dalam. Ketika cartridge berlipat, yang mana media filter merintangi

partikel padat dari pengaliran yang terus menerus. Ketika cartridge terdiri

darilapisan terlukadari media filtrasi, operasi itu sebagai filter yang luas

dan lapisan yang menyaring partikel padat pada slurry yang mengalir terus

menerus.

c. Bag Filter

Bag filter terdiri dari felt, sebuah membrane porous, atau lapisan yang

terbuat dari fiber alami atau sintetis. Bag filter adalah design yang simple

dan tidak mahal. Mereka sering diletakkan dalam rumah, dan slurry

bergerak terus-menerus.

Bag filter yang besar digunakan untuk menyaring debu dan penyebab

kontaminasi lainnya pada pabrik logam. Filter seperti itu digunakan dalam

membuat besi dan baja seperti semen, lime dan clay.

Dua tipe utama media filter dijumpai di laboratorium kimia, yaitu media

filter permukaan dan media filter kolom:

a. Filter permukaan (surface filter)

Saringan padat yang perangkap partikel-partikel padat, dengan atau tanpa

bantuan kertas filter, misalnya corong Büchner, filter sabuk, filter drum

vakum putar, filter lawan arah, dan filter ayakan.

b. Filter kolom (depth filter)

Hamparan material butiran yang menahan partikel padat saat melintas

(pasir misalnya filter).Jenis pertama memungkinkan partikel-partikel

5

padat, yaitu residu, untuk diambil utuh, jenis kedua tidak bisa.Namun,

jenis kedua adalah kurang rentan terhadap penyumbatan karena luas

permukaan yang lebih besar di mana partikel-partikel bisa

terperangkap.Juga, ketika partikel-partikel padat sangat halus, seringkali

lebih murah dan lebih mudah untuk membuang butiran terkontaminasi

dibandingkan untuk membersihkan saringan padat.

Media filter dapat dibersihkan dengan membilasnya dengan pelarut atau

deterjen. Atau, dalam aplikasi engineering, seperti tanaman air kolam renang

pengobatan, mereka mungkin akan dibersihkan oleh backwashing. filter layar

Self-pembersihan menggunakan point-of-hisap backwashing untuk membersihkan

layar tanpa mengganggu sistem aliran.

2.3 Jenis – Jenis Filter

Alat filtrasi (filter) dapat diklasifikasikan berdasarkan gaya dorong (driving

force) menjadi dua golongan, yaitu filter klarifikasi (clarifying filter, gravity filter)

dan filter ampas (cake filter, pressure filter).

2.3.1 Filter klarifikasi (Clarifying Filter, Gravity Filter)

Filter ini dikenal juga sebagai filter hamparan tebal (deep bed filter),

karena partikel-partikel zat padat diperangkap di dalam medium filter dan

biasanya tidak ada lapisan zat padat yang terlihat dari permukaan medium. Filter

ini biasanya digunakan untuk memisahkan zat padat yang kuantitasnya kecil dan

menghasilkan gas yang bersih atau zat cair yang bening, seperti minuman.

Klarifikasi berbeda dengan penapisan karena pori medium filter ini jauh lebih

besar dari diameter partikel harus dipisahkan.partikel-partikel itu ditangkap oleh

gaya-gaya permukaan dan dibuat tidak bisa bergerak di dalam saluran aliran, dan

walaupun mengakibatkan diameter efektif saluran itu menjadi lebih kecil, namun

biasanya tidak sampai menyebabkan saluran itu buntu.

6

Filter ini terbagi :

a. Filter Cartridge

Gambar Cartridge Filter

b. Filter tangki

Filter klarifikasi bekerja menggunakan gaya dorong gravitasi, merupakan

tipe yang paling tua dan sederhana. Salah satu filter ini tersusun atas

tangki-tangki yang bagian bawahnya berlubang-lubang dan diisi dengan

pasir-pasir berpori dimana fluida mengalir secara laminer. Filter ini

digunakan untuk proses fluida dengan kuantitas yang besar dan

mengandung sedikit padatan. Contohnya : pada pemurnian air.Tangki

biasanya terbuat dari kayu, bata atau logam tetapi untuk pengolahan air

biasa digunakan beton.Saluran dibagian bawah yang berlubang mengarah

pada filtrat, saluran itu dilengkapi dengan pintu atau keran agar

memungkinkan backwashing dari dasar pasir untuk menghilangkan

padatan-padatan yang terakumulasi.Bagian bawah yang berlubang tertutup

oleh batuan atau kerikil setinggi 1 ft atau lebih untuk menahan pasir. Pasir

yang biasa digunakan dalam pengolahan air sebagai media filter adalah

pasir-pasir kuarsa dalam bentuk yang seragam. Kokas yang dihancurkan

biasanya digunakan untuk menyaring asam sulfur.Batu kapur biasanya

digunakan untuk membersihkan cairan organik baik dalam filtrasi maupun

adsorbsi.

Hal yang harus diperhatikan dalam filter gravitasi, bongkahan-bongkahan

kasar (batu atau kerikil) diletakkan bagian atas balok berpori (cake) untuk

7

menahan materi-materi kecil yang ada di atasnya (pasir, dll). Materi yang

berbeda ukurannya harus diletakkan dengan membentuk lapisan-lapisan

sehingga dapat bercampur dan ukuran untuk setiap materi harusnya sama

untuk menyediakan pori-pori dan kemampuan yang maksimal.

c. Continous Precoat Filter

2.3.2 Filter Ampas (Cake Filter, Pressure Filter)

Filter ampas digunakan untuk memisahkan zat padat yang kuantitasnya

besar dalam bentuk ampas atau kristal ataupun lumpur. Biasanya filter ini

diperlengkapi untuk pencucian zat padat dan untuk mengeluarkan sebanyak-

banyaknya sisa zat cair dari zat padat itu sebelum zat padat itu dikeluarkan dari

filter. Medium filter pada filter ini relatif lebih tipis dibandingkan dengan yang

digunakan dalam medium filter. Pada awal filtrasi sebagian partikel padat masuk

ke dalam pori medium dan tidak dapat bergerak lagi, tetapi segera setelah itu

bahan itu terkumpul pada permukaan septum. Setelah periode pendahuluan yang

berlangsung beberapa saat itu, zat padat itulah yang melakukan filtrasi, bukan

septum lagi.Ampas itu terlihat mengumpul sampai ketebalan tertentu pada

permukaan itu dan harus sewaktu-waktu dikeluarkan.

Berdasarkan prinsip operasinya, filter ampas dapat dikelompokkan ke

dalam beberapa kelompok, yaitu filter tekanan dan filter vakum. Filter tekanan

dapat memberikan perbedaan tekanan yang cukup besar melintas septum sehingga

menghasilkan filtrasi yang cukup cepat dengan zat cair viskos atau zat padat

halus.

Penyaring ampas memisahkan padatan dengan jumlah relatif besar sebagai

suatu kue kristal atau lumpur. Seringkali penyaring ini dilengkapi peralatan untuk

membersihkan cairan dari padatan sebelum dibuang.

8

Proses pengoperasiannya sebagai berikut:

Pada permulaan filtrasi pada penyaring cake beberapa partikel padat

memasuki medium pori dan ditahan, tetapi dengan segera mulai berkumpul di

permukaan septum.

Setelah periode awal ini padatan mulai terfiltrasi; padatan tersebut mulai

menebal di permukaan dan harus dibersihkan secara periodik. Kecuali

dilengkapi kantong penyaring untuk pembersih gas, penyaring umumnya

hanya digunakan untuk pemisahan padat-cair.

Penyaring dapat dioperasikan dengan tekanan di atas atmosfer pada aliran atas

medium penyaring atau tekanan vakum pada aliran bawah.

2.3.2.1 Filter tekanan

Ada dua proses untuk filter tekanan ini, yaitu secara Batch dan Kontinu

1. Secara Batch

a. Filter Kempa (filter press)

Filter ini terdiri dari seperangkat lempengan (plate) yang dirancang untuk

memberikan sedereran ruang atau kompartemen dimana zat padat itu akan

mengumpul. Lempengan itu ditutup dengan medium filter, seperti

kanvas.Bubur umpan masuk ke dalam masing-masing komponen itu dengan

tekanan.Cairannya lewat melalui kanvas dan keluar melalui pipa pengeluar,

dan meninggalkan ampas (zat padat) basah di dalam ruang itu.Lempengan

tersebbut ada yang berbentuk bujur sangkar atau lingkaran, dan ada yang

vertikal atau horizontal.

9

Gambar 2. Mesin Pres Bersaringan (Filter Press)

Suatu mesin pres bersaringan berisi satu set plat yang didesain untuk

menyediakan serangkaian ruang atau kompartemen yang didalamnya padatan

dikumpulkan. 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-

framepress), yang didalamnya terdapat plat persegi panjang yang pada satu sisi

dapat diubah-ubah.

Pengoperasianmesin pres bersaringan (filter press) jenis plat dan bingkai (plate

and frame) adalah sebagai berikut:

Plat dan bingkai dipasang pada posisi vertikal dalam rak logam, dengan kain

melingkupi permukaan setiap plat, dan ditekan dengan 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.

Padatan akan terendapkan di atas kain yang menutupi permukaan plat.

10

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.

Gambar 1. Mesin pres bersaringan (filter press)

b. Filter plat-dan-bingkai (plate-and-frame filter)

Filter tekanan biasanya tersusun dari pelat-pelat dan bingkai-bingkai. Plat dan

bingkai terpasang dengan suatu medium filter di atas sisi masing-masing plat

itu. Plat tersebut mempunyai saluran yang memotong plat tersebut sehingga

filtrate cairan yang bersih dapat mengalir ke bawah pada masing-masing plat

tersebut. Pelat-pelat dan bingkai-bingkai disusun secara bergantian dengan

11

filter kain dengan arah berkebalikan pada tiap pelat. Pemasangannya dilakukan

secara bersamaan sebagai kesatuan gaya mekanik (oleh sekrup/secara hidrolik).

Slurry dipompakan ke dalam penekan dan mengalir melalui saluran pipa ke

dalam bingkai yang terbuka sehingga slurry tersebut mengisi bingkai itu.Aliran

filtrate mengalir melalui medium filter dan partikel padat membentuk sebagai

cake di bagian atas sisi bingkai kain itu. Filtrat mengalir antara medium filter

dan muka plat melalui saluran keluar. Proses filtrasi berlangsung sampai

bingkai tersebut diisi sepenuhnya dengan partikel padat. Ketika bingkai itu

telah diisi sampai penuh,maka bingkai dan plat tersebut terpisah dan cake

tersebut dibuang. Kemudian filter atau saringan itu dipasang kembali dan

proses filtrasi diulangi lagi.

Ada beberapa macam tipe bertekanan yang menggunakan pelat dan bingkai.

Yang paling sederhana mempunyai salah satu saluran tunggal mengenali

suspensi pada pencucian dan pembukaan tunggal pada setiap pelat untuk

mangalirkan cairan (pada pengiriman terbuka). Tipe yang lain mempunyai

saluran terpisah untuk membedakan suspensi dan air pencucian tetapi ada juga

yang menggunakan saluran terpisah untuk memisahkan suspensi dan air

pencucian (pada pengiriman tertutup). Saluran ini biasanya terdapat di pojok

atau di tengah atau tepat di tengah.

Umpan suspensi masuk malalui saluran yang terbentuk dari lubang-lubang

pada pojok kanan atas antara pelat dan bingkai. Dari saluran ini, suspensi

masuk ke bingkai menuju ruang di antara pelat-pelat. Tekanan pada suspensi

diumpankan pada proses penekanan untuk menghasilkan filtrat. Filtrat tersebut

menuju ruang-ruang diantara kain dan pelat melalui kain-kain dari kedua sisi

pelat ke keluaran yang berupa klep atau menuju saluran kedua yang dibentuk

oleh lubang-lubang pada pojok lain dari pelat dan bingkai dengan keluaran

yang didukung oleh pelat-pelat tidak oleh bingkai. Baik keluaran melalui

saluran atau melalui keran atau klep dan pelat dilubangi atau dibuat dengan

filtrat, memasuki keluaran melalui sisi pelat.

12

Padatan dalam suspensi berakumulasi dalam kain pada sisi sebaliknya dari

pelat-pelat. Setelah beberapa waktu sebagian kecil ruang diantara pelat tersedia

untuk suspensi, dan umpan dimatikan. Jika cake dicuci, fluida pencuci di

dalamnya disalurkan ke dalam suspensi atau masukan campuran bi balik

suspensi, masuk ke cake kurang lebih dari tengah bingkai, dan lewat menuju

pelat pada kedua sisi. Setelah cake dicuci, aliran ini terhenti, gaya yang

menahan pelat dilepaskan, pelat dan bingkai terbuka seketika, dan cake

dihilangkan atau dibuang ke dalam lubang di bawah penekan. Setelah

pembuangan selesai, penekan ditutup lagi dengan memberikan gaya mekanik

untuk mengunci pelat dan bingkai bersamaan, dan sebuah siklus baru filtrasi

dimulai.

Pencucian dapat dikeluarkan terpisah dari filtrat dengan menyediakan kedua

keluaran bawah melalui keran dan sebuah saluran terpisah pada pojok lainnya

dari pelat. Pencucian sederhana adalah ketika pencucian mengalir melalui cake

dengan jalan yang sama seperti filtrat. Ekspresi “trhough washing” atau “every

other plate washing” membutuhkan penggunaan dua tipe pelat yang

berbeda.Pelat yang bukan pencuci (satu tombol) dan pelat pencuci (tiga

tombol) diisikan dalam penekan diantara bingkai (dua tombol).Umpan

memasuki bingkai seperti sebelumnya.Pencucian memasuki setiap pelat dan

melewati dua cake pada bingkai di kedua sisi pelat, meninggalkan keran pada

pelat bukan pencuci (satu tombol).Metode ini memerlukan klep yang tertutup

pada pelat-pelat (tiga tombol) ke dalam masukan pencuci.

Semuam tipe pelat ini dapat didesain untuk mengoperasikan pada pengiriman

tertutup dengan menyediakan saluran ketiga yang dibentuk oleh lubang di

sebelah pojok kanan bawah pelat dan bingkai. Empat saluran memungkinkan

untuk mengoperasikan dengan menggunakan pengiriman tertutup dengan

keluaran terpisah untuk filtrat dan pencucian. Umpan suspensi masuk ke setiap

bingkai melalui saluran kanan atas (tidak ada pembukaan dari saluran ini ke

pelat manapun). Filtrat meninggalkan setiap pelat menuju saluran kiri bawah

bingkai penuh dengan cake. Pencucian masuk melalui saluran kiri atas ke

13

setiap pelat menuju cake ganda di antara bingkai pada sisi lain pelat ini dan

keluar melalui saluran kanan bawah pada pelat pengganti (satu tombol).

Selama pencucian keran pada filtrat pada keluaran dan masukan pencucian

tertutup.

Penekan pelat dan bingkai sangat luas digunakan khususnya ketika cake sangat

berharga dan ukurannya sangat kecil. Filter yang kontinyu menggantikan

penekan pelat dan bingkai untuk banyak operasi berskala besar.

Gambar Filter Plat

c. Filter selongsong-dan-daun (shell and leaf filter)

Untuk penyaringan pada tekanan yang lebih tinggi daripada filter di dalam

filter plat-dan-bingkai, serta untuk menghemat tenaga manusia, atau bila

pencucian ampas itu harus lebih efektif, ,kita dapat menggunakan filter

selongsong-dan-daun (sheel and leaf filter). Dalam model tangki horizontal,

seperangkat daun disusun pada suatu rak yang dapat ditarik keluar.Pada waktu

operasi, daun-daun itu terletak di dalam selongsong yang tertutup.Umpan

masuk melalui sisi tangkai, sedangkan filtrat lewat melalui daun dan keluar

melalui sistem pipa pembuangan.

14

Filter daun mirip dengan filter pelat dan bingkai, di bagian dalamnya cake

disimpan pada setiap sisi daun dan filtrat mengalir keluar melalui saluran dari

saringan pembuangan air yang kasar pada daun di antara cake, daun-daun

tersebut dibenamkan ke dalam suspensi.

Filter tertutup dan kran masukan terbuka sehingga suspensi dapat masuk ke

selongsong dengan udara yang dipindahkan dari ventilasi ke selongsong atas

bagian belakang. Ventilasi dapat tertutup atau dibiarkan terbuka setelah

selongsong penuh. Jika kran dibiarkan terbuka, maka kran akan membatasi

aliran berlebih dan akan mengembalikan umpan yang berlebih ke tangki

pengumpan sehingga dapat memberikan sirkulasi yang lebih baik antara filter

daun dan untuk menjaga partikel-partikel besar dari pengendapan filtrasi

15

dilanjutkan sampai ketebalan yang diinginkan tercapai atau filtrasi rata-rata

turun secara tajam.

2 Secara Kontinu

a. Teromol Putar

Filter ini terdiri dari sebuah tromol horizontal dengan permukaan yang

mempunyai alur-alur yang berputar dengan kecepatan yang konstan. Prinsip

kerjanya adalah umpan yang berupa zat padat dimasukkan ke alur tromol yang

berputar yang kemudian dengan bantuan air pembilas maka terpisahlah zat padat

dan zat cair. Zat cair masuk ke dalam palung dan zat padat tertahan di pisau kikis

atau scrap.

b. Rotary Horizontal Filter

Filter ini merupakan sebuah filter vakum dengan permukaan filter gelang

yang berputar yang terbagi kepada beberapa sektor. Sebagai filter horizontal yang

berputar, filter ini secara berturut-turut menerima lumpur (slurry), dicuci,

dikeringkan. Efisiensi pencucian lebih bagus dibandingkan dengan filter cakram

berputar (rotary disk filter). Filter secara luas digunakan dalam ekstraksi biji-

bijian, pencucian pulp, dan proses yang berkapasitas besar lainnya.

2.3.2.2 Filter Vakum

Vacuum filter menggunakan prinsip fisik mekanis, yaitu filtrasi. Komponen

alat ini adalah dua wadah penampung yang dibatasi oleh filter, serta sebuah

lubang untuk pompa vakum. Wadah pertama yang terletak di bagian atas

16

berfungsi untuk menampung cairan yang akan disterilisasi, dan wadah penampung

kedua yang terletak dibawah berfungsi untuk menampung cairan yang sudah

disterilisasi. Kedua wadah ini dibatasi oleh filter berpori-pori besar. Filter ini akan

dilapisi lagi dengan membrane sesuai dengan kebutuhan. Wadah bagian bawah

memiliki lubang yang dapat dihubungkan dengan pompa vakum. Saat bagian

bawah vakum, cairan dari wadah atas akan tertarik untuk melewati filter menuju

bagian bawah.

Ada dua proses untuk filter tekanan ini, yaitu secara Batch dan Kontinu

2.2.1 Secara Batch

a. Mutsch Vakum

b. Corong Buchner

2.2.2 Secara Kontinu

a. Rotary Drum Filter (filter tromol putar)

Penyaringan, pencucian, dan melepaskan cake merupakan suatu proses

yang kontiniu. Sebuah drum ditutupi dengan suatu medium filter yang

cocok. Drum tersebut berputar dan sebuah katup otomatis yang terdapat di

tengah-tengah drum itu beroperasi untuk mengaktifkan proses

penyaringan, pengeringan, pencucian, dan melepaskan cake yang ada di

dalam siklus itu. Filtrat meninggalkan melalui poros sumbu filter

(saringan) itu. Katup yang otomatis itu menyediakan saluran terpisah

untuk filtrat dan mencuci cairan. Perbedaan tekanan maksimum untuk

vakum filter hanya 1 atm. Jika drum tersebut terisi dalam sebuah sel, maka

tekanan 1 atm tersebut dapat dipakai. Pada saat ini, proses dengan

kapasitas yang besar menggunakan filter kontiniu (continuous filter).

Keuntungan yang penting adalah saringannya kontiniu dan otomatis dan

biaya tenaga kerja secara relatif rendah. Walaupun, memerlukan biaya

modal yang relatif tinggi.

17

Pengoperasiannya sebagai berikut :

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.

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.

Perubahan arah secara tajam pada roller mengakibatkan padatan jatuh

terbuang. Kain dicuci dari roller pada bagian bawah drum.

Cairan pencuci dipercikkan secara langsung pada permukaan ampas.

Jumlah drum yang terendam merupakan suatu variabel.

Penyaring umpan diposisikan dari dasar beroperasi sekitar 30% dari

daerah penyaringan yang terendam di dalam lumpur.

Tebal ampas 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).

b. Horizontal Belt Filter (filter sabuk horizontal)

18

c. Rotary Disk Filter

Filter ini terdiri dari cakram sepusat vertikal yang menjulang pada batang

pemutar horizontal. Prinsip operasi dari filter ini sama dengan prinsip

operasi rotary vacuum-drum filter. Tiap-tiap cakram berongga dan dilapisi

dengan kain penyaring (medium filter) dan masuk ke dalam lumpur

(slurry).Cake yang terbentuk dicuci, dikeringkan, ketika cakram tersebut

lebih tinggi separuh dari putarannya. Proses pencucian lebih sedikit

efisiensinya dibandingkan dengan tipe drum berputar (rotating drum

type).

19

2.4 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Proses Filtrasi

a. Debit FiltrasiDebit yang terlalu besar akan menyebabkan tidak berfungsinya filter secara efisien. Sehingga proses filtrasi tidak dapat terjadi dengan sempurna, akibat adanya aliran air yang terlalu cepat dalam melewati rongga diantara butiran media pasir. Hal ini menyebabkan berkurangnya waktu kontak antara permukaan butiran media penyaring dengan air yang akan disaring. Kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat melewati rongga antar butiran menyebabkan partikel–partikel yang terlalu halus yang tersaring akan lolos.

b. Konsentrasi KekeruhanKonsentrasi kekeruhan sangat mempengaruhi efisiensi dari filtrasi. Konsentrasi kekeruhan air baku yang sangat tinggi akan menyebabkan tersumbatnya lubang pori dari media atau akan terjadi clogging. Sehingga dalam melakukan filtrasi sering dibatasi seberapa besar konsentrasi kekeruhan dari air baku (konsentrasi air influen) yang boleh masuk. Jika konsentrasi kekeruhan yang terlalu tinggi, harus dilakukan pengolahan terlebih dahulu, seperti misalnya dilakukan proses koagulasi – flokulasi dan sedimentasi.

20

c. TemperaturAdanya perubahan suhu atau temperatur dari air yang akan difiltrasi, menyebabkan massa jenis (density), viskositas absolut, dan viskositas kinematis dari air akan mengalami perubahan. Selain itu juga akan mempengaruhi daya tarik menarik diantara partikel halus penyebab kekeruhan, sehingga terjadi perbedaan dalam ukuan besar partikel yang akan disaring. Akibat ini juga akan mempengaruhi daya adsorpsi. Akibat dari keduanya ini, akan mempengaruhi terhadap efisiensi daya saring filter.

d, Kedalaman media, Ukuran, dan MaterialPemilihan media dan ukuran merupakan keputusan penting dalam perencanaan bangunan filter. Tebal tipisnya media akan menentukan lamanya pengaliran dan daya saring. Media yang terlalu tebal biasanya mempunyai daya saring yang sangat tinggi, tetapi membutuhkan waktu pengaliran yang lama.Lagipula ditinjau daris segi biaya, media yang terlalu tebal tidaklah menguntungkan dari segi ekonomis.Sebaliknya media yang terlalu tipis selain memiliki waktu pengaliran yang pendek, kemungkinan juga memiliki daya saring yang rendah.Demikian pula dengan ukuran besar kecilnya diameter butiran media filtrasi berpengaruh pada porositas, laju filtrasi, dan juga kemampuan daya saring, baik itu komposisisnya, proporsinya, maupun bentuk susunan dari diameter butiran media.Keadaan media yang terlalu kasar atau terlalu halus akan menimbulkan variasi dalam ukuran rongga antar butir. Ukuran pori sendiri menentukan besarnya tingkat porositas dan kemampuan menyaring partikel halus yang terdapat dalam air baku. Lubang pori yang terlalu besar akan meningkatkan rate dari filtrasi dan juga akan menyebabkan lolosnya partikel–partikel halus yang akan disaring. Sebaliknya lubang pori yang terlalu halus akan meningkatkan kemampuan menyaring partikel dan juga dapat menyebabkan clogging (penyumbatan lubang pori oleh partikel–partikel halus yang tertahan) yang terlalu cepat.

e. Tinggi Muka Air Di Atas Media dan Kehilangan TekananKeadaan tinggi muka air di atas media berpengaruh terhadap besarnya debit atau laju filtrasi dalam media. Tersedianya muka air yang cukup tinggi diatas media akan meningkatkan daya tekan air untuk masuk kedalam pori. Dengan muka air yang tinggi akan meningkatkan laju filtrasi (bila filter dalam keadaan bersih). Muka air diatas media akan naik bila lubang pori tersumbat (terjadi clogging) terjadi pada saat filter dalam keadaan kotor.Untuk melewati lubang pori, dibutuhkan aliran yang memiliki tekanan yang cukup. Besarnya tekanan air yang ada diatas media dengan yang ada didasar

21

media akan berbeda di saat proses filtrasi berlangsung. Perbedaan inilah yang sering disebut dengan kehilangan tekanan (headloss). Kehilangan tekanan akan meningkat atau bertambah besar pada saat filter semakin kotor atau telah dioperasikan selama beberapa waktu. Friksi akan semakin besar bila kehilangan tekanan bertambah besar, hal ini dapat diakibatkan karena semakin kecilnya lubang pori (tersumbat) sehingga terjadi clogging.

2.5 Perawatan Alat Filtrasi

Perawatan filtrasi harus dirawat secara kontinu agar umur pakai peralatan

menjadi lebih panjang. Langkah-langkah perawatan sebagai berikut :

Media penyaring dibersihkan dengan diblower menggunakan udara

sehingga partikel-partikel yang ada di pori-pori penyaring tidak menempel

lagi.

Kantong penyaring untuk pembersih gas juga dibersihkan adri media

padatan atau partikel.

Penyaring bercangkang dan berdaun juga dibersihkan dari debu dan karat

sehingga media penyaringan tersebut akan bekerja secara optimum.

2.6 Aplikasi Proses Filtrasi di Industri

Aplikasi dalam industri, proses filtrasi terdapat pada alat rotary vacuum

filter. Berikut ini adalah aplikasinya :

a. Industri Perminyakan

RVF digunakan untuk menghasilkan heavy petroleum wax yang

ditemukan pada umpan asal lubicrating oil.

b. Pengolahan Air Limbah

RVF digunakan untuk filtarsi bahan buangan yang sudah tercampur.

c. Makanan dan Minuman

RVF didesain dengan spesifikasi khusus untuk menjamin kemurnian dan

tidak terkontaminasinya suatu produk.

d. Kimia dan Farmasi

Untuk aplikasi ini, RVf didesain khusus agar memenuhi tingkat kemurnian

yang sudah distandarkan sehingga resiko kontaminasinya kecil.

22

e. Filter kopi agar kopi tetap terpisah dari dasar

f. HEPA filter di AC untuk menghilangkan partikel-partikel dari udara

g. Belt filter untuk mengekstrak logam berharga di pertambangan.

h. Filtrasi menggunakan Tungku untuk mencegah unsur-unsur tungku dari

fouling dengan partikel.

i. Sistem pneumatik menyampaikan sering menggunakan filtrasi untuk

menghentikan atau memperlambat aliran material yang diangkut, melalui

penggunaan suatu baghouse.

j. Di laboratorium, sebuah Büchner saluran sering digunakan, dengan kertas

filter yang berfungsi sebagai penghalang berpori.

23

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

1. Filtrasi (penyaringan) adalah proses pemisahan partikel zat padat dari

fluida dengan jalan melewatkan fluida tersebut melalui suatu medium

penyaring atau septum (septum), dimana zat padat itu tertahan. Istilah

medium penyaring dapat dikatakan juga sebagai medium berpori (filter

cloth).

2. Syarat-syarat septum pada setiap penyaring harus dapat menahan padatan

yang disaring, menghasilkan filtrat yang cukup jernih, harus tidak

tersumbat, harus tahan zat kimia dan cuku kuat secara fisik terhadap

operasi yang terjadi, harus dapat membuat semua kue mudah untuk

dibuang, dan harus berharga wajar.

3. Proses-proses filtrasi dipengaruhi oleh temperatur, konsentrasi kekeruhan,

debit filtrasi, tinggi muka air di atas media dan kehilangan tekanan,dan

kedalaman media, ukuran, dan material

24

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2011. Filtrasi.http://alamkimia.wordpress.com/2011/12/29/filtrasi/. Diakses pada tanggal 24 Maret 2013

Anonim.2011.Modul Filtrasi.www.4shared.com. Diakses pada tanggal 21 Maret 2013

Farmasi Unsoed. Mei 2012. Filtrasi dan Aplikasinya dalam Industri.http://tsffarmasiunsoed2012.wordpress.com/2012/05/24/filtrasi-dan-aplikasinya-dalam-industri/ . Diakses tanggal 22 Maret 2013

Mahardika, randi. 2011 .Peralatan Pemisahan. http://mahardika-duniaku.blogspot.com/2011_09_01_archive.html. Diakses pada tanggal 21 Maret 2013

25