LABORATORIUM PERLAKUAN MEKANIKSEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2013/2014

MODUL: Sentrifugasi Cair-cair

PEMBIMBING: Ir. Yunus Tonapa Sarungu, MT

Tanggal Praktikum: 15 April 2014Tanggal Penyerahan: 22 April 2014(Laporan)

Oleh:

Kelompok: VI (Enam)Nama: 1. Naura Agustina,1214240212. Nurul Fathatun,1214240233. Pria Gita Maulana,121424024

Kelompok 1 (Susulan)4. Achmad Faisal,121424002Kelas:2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIHJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2014

I. PENDAHULUAN Tujuan Praktikum1. Memisahkan minyak dan air pada emulsi minyak dalam air (santan kelapa).2. Mengetahui pengaruh besar percepatan sentrifugal (gaya sentrigugal/Satuan massa), ac (Fc / m) terhadap perbandingan volume perolehan fasa ringan dan fasa berat.3. Mengetahui pengaruh besar percepatan sentrifugal (gaya sentrigugal/Satuan massa), ac (Fc / m) terhadap tinggkat pemisahan.4. Mengetahui tingkat pemisahan yang dilakukan satu tahap dengan dua tahap pada operasi pemisahan dua fasa cair dengan peralatan sentrifugasi.

II. LANDASAN TEORISentrifugasi adalah suatu teknik pemisahan yang digunakan untuk menisahkan suspensi yang jumlahnya Sentrifugasi yang cepat menghasilakan gaya sentrifugal lebih besar sehingga partikel tersusupensi mengendap di dasar tabung reaksi kemudian didekantasi (dipipet). Gaya sentifugal adalah gaya yang terjadi akibat adanya putaran, arah gayanya adalah dari titik pusat putaran keluar menuju jari-jari luar. Pemisahan menggaunakan 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.Pemisahan antara dua fasa cair yang membentuk emulsi juga dapat dilakukan dengan cara pemberian gaya sentrifugal. Gaya ini berfungsi ganda, yaitu sebagai perusak sistem emulsi dan memisahkan kedua fasa cairnya. Peralatan sentrifugasi untuk memisahkan dua fasa cair dapat dikelompokkan menjadi dua tipe, yaitu turbular centifuge dan disk bowl centrifuge. Bowl centrifuge

Turbular centrifuge

Centrifuse yang digunakan dalam percobaan ini adalah disc bowl yang beroperasi secara batch. Alat ini terdiri dari piringan piringan berbentuk mangkok tersusun membentuk satu kesatuan. Tiap piringan terdapat lubang kecil ditengah untuk jalannya umpan, sedangkan piringan mangkok membentuk celah sebagai jalan keluar untuk masing-masing cairan yang mengandung berat jenis berbeda, setelah dikenai gaya sentrifugal. Perolehan dari masing-masing celah akan terkumpul dan keluar dari dua jalan yang berbeda. . Gaya sentrifugal, Fc dalam N dapat dirumuskan sebagai berikut :

............. (SI)

dimana, ; V = kecepatan tangensial (m/det)

Kecepatan rotasi dinyatakan sebagai N, dimana N = rev/mnt, sehingga

; substitusi ke Fc, menjadi

III. PERCOBAANa. Alat & BahanAlatBahan

Seperangkat alat disc bowl centrifuge Beaker plastik 2.000 ml Piknometer Gelas kimia Timbangan analitik

Air Santan 8,5 liter

b. Prosedur Kerja

c. Data Pengamatana. SantanV umpan(ml) umpan (gr/ml)N(rpm) (gr/ml)V(ml)

lihgthevylightheavy

20000.995100650.9951.0035201270

1.001237750.9961.0005001460

1.003292370.9981.0063401350

1.004160300.9951.0045601440

b. Gabungan fasa Light (Minyak)V umpan(ml) umpan (gr/ml)N(rpm) (gr/ml)V(ml)

lihgthevylightheavy

18601.000279050.9511.001941730

IV. PENGOLAHAN DATAa. Massa jenis (kg/m3) SantanN(rps) (kg/m3)

lihgthevy

167.759951003

396.259961000

487.289981006

267.179951004

Gabungan fasa Light (Minyak)N(rps) (kg/m3)

lihgthevy

465.089511001

b. Perbandingan Volume Light & Heavy SantanN(rps)V(m3)

lihgthevy

167.750.000520.001270

396.250.000500.001460

487.280.000340.001350

267.170.000560.001440

Gabungan fasa LightN(rps)V(m3)

lihgthevy

465.080.0000940.00173

c. Perhitungan Gaya Sentrifugal (Fc) Santan1. N = 167.75 rad/s , Dik: r = 0.0048 mFc light= 0.01097 x light x V light x r x N2 = 0.01097 x 995 kg/m3 x 0.00052 m3 x 0.0048 m x (167.75 rad/s)2= 0.767 NewtonFc Heavy= 0.01097 x heavy x V heavy x r x N2 = 0.01097 x 1003 kg/m3 x 0.00127 m3 x 0.0048 m x (167.75 rad/s)2= 1.887 Newton2. N = 396.25 rad/sFc light= 0.01097 x light x V light x r x N2 = 0.01097 x 996 kg/m3 x 0.0005 m3 x 0.0048 m x (396.25 rad/s)2= 4.117 NewtonFc Heavy= 0.01097 x heavy x V heavy x r x N2 = 0.01097 x 1000 kg/m3 x 0.00146 m3 x 0.0048 m x (396.25 rad/s)2= 12.07 Newton3. N = 487.28 rad/sFc light= 0.01097 x light x V light x r x N2 = 0.01097 x 998 kg/m3 x 0.00034 m3 x 0.0048 m x (487.28 rad/s)2= 4.242 NewtonFc Heavy= 0.01097 x heavy x V heavy x r x N2 = 0.01097 x 1006 kg/m3 x 0.00135 m3 x 0.0048 m x (487.28 rad/s)2= 16.98 Newton4. N = 267.17 rad/sFc light= 0.01097 x light x V light x r x N2 = 0.01097 x 995 kg/m3 x 0.00056 m3 x 0.0048 m x (267.17 rad/s)2= 2.094 NewtonFc Heavy= 0.01097 x heavy x V heavy x r x N2 = 0.01097 x 1004 kg/m3 x 0.00144 m3 x 0.0048 m x (267.17 rad/s)2= 5.434 Newton Gabungan fasa LightN = 465.08 rad/sFc light= light x r x (2N/60)2 x V light= 0.01097 x 951 kg/m3 x 0.000094 m3 x 0.0048 m x (465.08 rad/s)2= 1.018 Newton Fc Heavy= heavy x r x (2N/60)2 x V heavy= 0.01097 x 1001 kg/m3 x 0.00173 m3 x 0.0048 m x (465.08 rad/s)2= 19.723 Newtond. Kurva Gaya sentrifugal terhadap Massa jenisKarena Percepatan sentrifugal berbanding lurus dengan gaya, jadi pengaruh percepatan terhadap Massa jenis dapat amati dari kurva Gaya sentrifugal terhadap Massa jenis.Fc(Newton) (kg/m3)

lightheavylihgthevy

0.7671.8879951003

2.0945.4349951004

4.11712.079961000

4.24216.989981006

e. Kurva Gaya sentrifugal terhadap VolumeKarena Percepatan sentrifugal berbanding lurus dengan gaya, jadi pengaruh percepatan terhadap Volume dapat amati dari kurva Gaya sentrifugal terhadap Volume.Fc(Newton)V(m3)

lightheavylihgthevy

0.7671.8870.000520.001270

2.0945.4340.000560.001440

4.11712.070.00050.001460

4.24216.980.000340.001350

V. PEMBAHASANOleh: Naura Agustina, 121424021Oleh: Nurul Fathatun, 121424023Oleh: Pria Gita Maulana, 121424024Oleh: Achmad Faisal, 121424001 (Kelompok 1 - Susulan)Sentrifugasi adalah proses pemisahan dengan menggunakan gaya sentrifugal sebagai driving force. Gaya sentifugal adalah gaya yang terjadi akibat adanya putaran, arah gayanya adalah dari titik pusat putaran keluar menuju jari-jari luar. Pemisahan dengan metode sentrifugasi dapat dilakukan terhadap fasa padat-cair tersuspensi maupun campuran berfasa cair-cair. Pada pemisahan cair-cair dapat dilakukan apabila kedua cairan mempunyai perbedaan massa jenis. Cairan dengan massa jenis besar disebut Heavy phase, sedangkan cairan dengan massa jenis lebih kecil disebut Light phase. Semakin besar perbedaan massa jenis dari kedua cairan akan semakin mudah untuk dipisahkan dengan metode sentrifugasi. Berarti, akan semakin kecil energi yang diperlukan untuk proses pemisahannya.Pada praktikum ini, Material yang dipisahkan adalah Minyak dan air dalam santan kelapa (fasa cair teremulsi). Pemisahan yang dilakukan adalah Sentrifugasi cair-cair dimana minyak sebagai Light phase, sedangkan air sebagai Heavy phase. Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah disc bowl centrifuge yang beroperasi secara batch pada tekanan atmosfer. Alat ini terdiri dari piringan piringan berbentuk mangkok tersusun membentuk satu kesatuan. Tiap piringan terdapat lubang kecil ditengah untuk jalannya umpan, sedangkan piringan mangkok membentuk celah sebagai jalan keluar untuk masing-masing cairan yang mengandung berat jenis berbeda, setelah dikenai gaya sentrifugal. Perolehan dari masing-masing celah akan terkumpul dan keluar dari dua jalan yang berbeda. Minyak sebagai Light phase akan keluar dibagian atas, sedangkan air sebagai Heavy phase keluar dibagian bawah. Secara fisik light phase mempunyai warna cairan putih, terang dan kental. Sedangkan heavy phase mempunyai warna lebih bening.Untuk mengetahui pengaruh percepatan / gaya sentrifugal terhadap perolehan dari masing-masing fasa (produk), maka dilakukan pemisahan dengan variasi kecepatan putaran. Kemudian, dibuatlah kurva Gaya sentrifugal terhadap Massa jenis dan terhadap Volume. Gaya sentrifugal berfungsi sebagai perusak sistem emulsi dan memisahkan kedua fasa cairnya. Pengaruh percepatan / gaya sentrifugal terhadap Massa jenis dan Volume dapat diamati dari persamaan berikut :Fc = m x acFc = 0.01097 x m x r x N2 m = x VDari persamaan tersebut dapat dilihat bahwa Gaya sentrifugal berbanding lurus terhadap percepatan dan Kecepatan putaran. Jadi pengaruh percepatan sentrifugal terhadap volume dapat juga diamati dari pengaruh Gaya sentrifugal-nya. Secara teoritis, gaya sentrifugal akan berbanding lurus dengan massa. Massa akan berbanding lurus dengan Massa jenis dan berbanding terbalik dengan Volume. Jadi, semakin besar gaya sentrifugal yang diberikan akan semakin besar kecepatan putaran dan Massa jenis, dan akan semakin sedikit Volume nya.Dari kurva Fc vs Light & Heavy hasil praktikum ini didapatkan, untuk fasa Light Fc hampir berbanding lurus dengan Light. Artinya, semakin besar gaya yg berikan fasa light akan semakin kurang murni, karena memiliki naik (Minyak akan semakin mengandung air). Sedangkan kurva Fc vs Heavy didapatkan pada F = 4.117 Newton mengalami penurunan. Artinya, Pada saat pemisahan dengan F = 4.117 Newton ada partikal minyak yang masih tercampur dengan air (system emulsi belum rusak / tidak terpisah) dan mengikuti aliran Heavy phase sehingga mempengaruhi nilai Heavy phase. Dari kurva Fc vs V Light & Heavy hasil praktikum ini didapatkan, untuk fasa Light kurva cenderung turun. Hanya saja pada saat F=2.094N, mengalami kenaikan Volume. Hal ini dapat disebabkan oleh Sisa minyak Run pada F sebelumnya yang masih menempel dialat dan berhasil ikut mengalir mengikuti Run pada F=2.094N. Hal itu juga dapat dibuktikan ketika dilakukan pembongkaran alat untuk pencucian, banyak minyak santan kelapa yang begitu kental menempel dialat. Sedangkan kurva Fc vs V Heavy didapatkan kurva cenderung naik. Secara teoritis (rumus), seharusnya kurva Fc vs V turun. Hal ini disebabkan karena ada sebagian minyak yang belum terpisahkan sehingga ikut di aliran heavy phase sehingga mempengaruhi nilai massa jenis nya. Secara teoritis pada suhu ruang 25oC , massa jenis air adalah 0.99707 gr/ml atau 997.07 kg/m3. Sedangkan pada praktikum ini didapatkan massa jenis air lebih dari 1.000 gr/ml atau 1000 kg/m3.Selanjutnya, light phase dari tiap Run pada praktikum ini disatukan untuk kemudian dipisahkan lagi. Dan didapatkan light phase yang lebih murni yaitu lebih kental dan putih. Secara teoritis semakin murni berarti nilai Massa jenis dari minyak akan semakin kecil. Pada praktikum ini, dari gabungan fasa light didapatkan light phase dengan massa jenis 0.951 gr/ml lebih kecil dari massa jenis light phase lainnya. Berarti light phase kali ini merupakan paling murni daripada light phase sebelumnya. VI. KESIMPULAN

VII. DAFTAR PUSTAKADjauhari, 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.Warren, L., Cabe, Mc., Smith, J.C., Harriot, P., 198 Unit Operation of Chemical Engineering, 4 rd, pp Mc. Graw-Hill, Book Commpany, USA.