OTK II-Pemicu II Makalah Kel 8 Final

8/17/2019 OTK II-Pemicu II Makalah Kel 8 Final

1/17

Pemicu 2 OTK 2

Kelompok : 8

Ketua : Naufal Syafiqi Arief (2014430101)

Anggota : Alam Hari u!iman (20144300"#)

$rna%ati (20144300#8)

$r&an 'ui aulana (20144300#*)

ar+t,ino Setia%an (20144300*")

Anali-a .enyele-aian :

A. Filtrasia. Prinsip Filtrasi

Filtrasi adalah operasi pemisahan padatan dan cairan dan suatu campuran

padatancairan (slurry ) dengan pemberian tahanan aliran (filter media) yang bisa

dilewati cairan, tetapi bisa menahan partikel padatan.

Dengan filtrasi, diperoleh cairan yang relatif bebas padatan (filtrat) dan pada tan

basah. Pada filter ayak (sieve filter , misalnya: cartridge filter ) dan filter kue ( cake

filter , misalnya: plate and frame filter, rotaly drum filter, beft filter ), padatan basah

yang diperoleh berbentuk kue (cake) padatan. Pada filter bed (deep-bed filter ,

misalnya: saringan pasir), partikel padatan terperangkap diantara pori-pori media

filter.

Peristiwa filtrasi pada prinsipnya merupakan peristiwa aliran fluida dalam media

berpori. edia berpori yang d igunakan tergantung !enis filternya. Pada deep bed

filter, media berporinya berupa tu mpukan pasir penyaring, dimana prositas"fr aksi

ruang kosongnya akan menurun selama proses berlangsung karena terisi partikel-

partikel padatan dari slurry. Pada cake filter, media berpori yang digunakan berupa

kain saring (filter cloth) dan tumpukan padatan (kue) yang terbentuk pada

permukaan kain saring.


2/17

#ambar dibawah menggamb arkan secara skematis aliran sluury melalui me dia

berponi dan filter.Penyaring dibagi ke dalam tiga golongan utama, yaitu:

$. penyaring kue (cake).%. penyaring pen!ernihan (clarifying).&. penyaring aliran silang (crossflow).

Penyar

ing kue memisahkan padatan dengan !umlah relatif besar sebagai suatu kue kristal

atau lumpur, sebagaimana terlihat dalam #b. &'..a. eringkali penyaring ini

dilengkapi peralatan untuk membersihkan kue dan untuk membersihkan cairan dari

padatan sebelum dibuang. Penyaring pen!ernihan membersihkan se!umlah kecil

padatan dari suatu gas atau percikan cairan !ernih semisal minuman. Partikel padat

terperangkap di dalam medium penyaring (#b. &'..b) atau di atas permukaan


3/17

luarnya. Penyaring pen!ernihan 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 (#b. &'..c). *apisan tipis dari padatan dapat terbentuk di

atas medium permukaan, tetapi kecepatan cairan yang tinggi mencegah

terbentuknya lapisan. edium penyaring adalah membran keramik, logam, atau

polimer dengan pori yang cukup kecil untuk menahan sebagian besar partikel

tersuspensi. ebagian cairan mengalir melalui medium sebagai filtrat yang !ernih,

meninggalkan suspensi pekatnya. Pembahasan selan!utnya, suatu penyaring ultra,

unit aliran silang berisi membran dengan pori yang sangat kecil, digunakan untuk

memisahkan dan memekatkan partikel koloid dan molekul besar.Faktor + faktor yang mempengaruhi Filtrasi

$. Debit filtrasi (dimana debit yang terlalu besar akan menyebabkan tidakberfungsinya filter secara efisien.)

%. onsentrasi (konsentrasi sangat memepengaruhi efisiensi dari filtrasi.

onsentrasi air yang sangat tinggi akan menyebabkan tersumbatnya lubang pori

dari media ata akan !adi clogging )&. emperature (adanya perubahan suhu dari air yang akan di filtrasi,akan

menyebabkan massa !enis , iscositas akan mengalami perubahan. elain itu

!uga akan memepengaruhi daya tarik menarik dianatara partikel halus, sehingga

ter!aid perbedaan dalam ukuran besar partikel yang akan disaring.

. edalaman media, ukuran dan material (pemilihan media dan ukuran

merupakan keputusan penting dalam perencanaan bangunan filter. ebal

tipisnya media akan menentukan lamanya pengaliran dan daya saring. edia

yang terlalu tebal biasanya mempunyai daya saring yang sangat tinggi,tetapi

membutuhkan waktu pengaliran yang lama)/. inggi muka air di atas media dan kehilangan tekanan (keadaan tinggi muka air

di atas media berpengaruh terhadap besarnya debit atau la!u filtrasi dalam

media. ersedianya muka air yang cukup tinggi di atas media akan

meningkatkan daya tekan air untuk masuk ke dalam pori. Dengan muka poriyang tinggi akan meningkatnkan la!u filtrasi).

0ntuk semua proses filtrasi, umpan mengalir disebabkan adanya tenaga

dorong berupa beda tekanan, sebagai contoh adalah akibat graitasi atau tenaga

putar. ecara umum filtrasi dilakukan bila !umlah padatan dalam suspensi relatif

lebih kecil dibandingkan 1at cairnya. enurut prinsip ker!anya filtrasi dapat

dibedakan atas beberapa cara, yaitu:

Pressure Filtration

Filtrasi yang dilakukan dengan menggunakan tekanan.

Gravity Filtration

Filtrasi yang cairannya mengalir karena gaya berat.

http://id.wikipedia.org/wiki/Koloidhttp://id.wikipedia.org/wiki/Koloid


4/17

Vacum Filtration

Filtrasi dengan cairan yang mengalir karena prinsip hampa udara (penghisapan).b. Jenis-jenis Filter

1. Gravity Filter

Penyaringan secara graitasi merupakan cara yang tertua yang dilakukan

untuk memurnikan suatu suspensi. #ambar di bawah ini secara luas telah

digunakan seperti pemurnian melalui sandfilter.

erupakan tipe yang paling tua dan sederhana. Filter ini tersusun atas tangki-

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

berpori dimana fluida mengalir secara laminer.

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

digunakan beton. aluran 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. 2agian bawah

yang berlubang tertutup oleh batuan atau kerikil setinggi $ ft atau lebih untuk menahan

pasir. Pasir yang biasa digunakan dalam pengolahan air sebagai media filter adalah

pasir-pasir kuarsa dalam bentuk yang seragam. okas yang dihancurkan biasanya

digunakan untuk menyaring asam sulfur. 2atu kapur biasanya digunakan untuk

membersihkan cairan organik baik dalam filtrasi maupun adsorbsi.

Filter ini dugunakan untuk proses fluida dengan kuantitas yang besar dan

mengandung sedikit padatan. 3ontohnya : pada pemurnian air.

4al yang harus diperhatikan dalam filter graitasi, bongkahan-bongkahan kasar

(batu atau kerikil) diletakkan bagian atas balok berpori (cake) untuk menahan materi-

materi kecil yang ada di atasnya (pasir, dll). ateri 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.


5/17

%. Flate and Frame Filter

5lat ini akan beker!a berdasarkan driving force, yaitu perbedaan, tekan. 5lat ini

dilengkapi dengan kain penyaring yang disebut filter cloth, yang terletak pada tiap

sisi platenya. Plate and frame filter digunakan untuk memisahkan padatan cairan

dengan media berpori yang meneruskan cairannya dan menahan padatannya.

ecara umum filtrasi, dilakukan bila !umlah padatan dalam suspense relatif kecil

dibandingkan 1at cairnya.

Open Delivery Filter Press

aluran untuk slurry dan wash (pencuci) melalui satu saluran masuk dan tiap

plate untuk saluran cairannya.• Closed Delivery Filter Press

emiliki beberapa saluran slurry dan wash water . 0mpan slurry masuk melalui

lubang saluran masuk. Filter cloth terletak di setiap sisi frame. ekanan diberikan

terhadap slurry agar melewati filter cloth untuk dapat masuk ke dalam plate and

frame filter kemudian keluar melalui lubang plate sebagai filtrat. Padatan akan

terakumulasi atau tertinggal dan menempel pada cloth. etelah beberapa lama

maka ruang antara plate akan tertumpuk oleh slurry dan lama kelamaan umpan

akan berhenti mengalir. 6ika hal ini ter!adi maka cloth harus segera dicuci.

Pencucian ini dilakukan dengan menyalurkan air bersih ke dalam plate dan keluar

melalui frame. 4al ini merupakan kebaikan dari proses filtrasi (Closed delivery ).

2erdasarkan kompresibilitasnya cake (slurry yang menempel pada cloth) dibagi

men!adi dua, yakni :

• Compressible cake

Cake akan mengalami perubahan struktur apabila mengalami tekanan

sehingga ruang kosong dalam cake semakin kecil akibatnya proses penahan

semakin besar dan proses filtrasi semakin sulit.


6/17

• Incompressible Cake

Cake yang tidak mengalami perubahan !ika ter!adi perubahan tekanan. Pada

kenyataanya kelompok ini hampir tidak ada. etapi tekanan yang digunakan kecil

maka cake dapat dianggap incompressible cake. 0ntuk proses filtrasi umumnya

ter!adi pada beda tekanan tetap. 6ika medium filter primer telah dilapisi cake dan

filtrat telah !enuh maka tekanan akan bertambah sampai maksimum. Diperlukan

waktu yang optimum untuk melakukan satu kali siklus.7aktu filtrasi optimum adalah

waktu filtrasi yang diperlukan agar !umlah olume filtrat per satuan waktu

maksimum, dalam filtrasi yang disebut waktu siklus adalah waktu keseluruhan yang

diperlukan untuk melakukan proses filtrasi.

Pencucian/Washing

8ptimasi !umlah air pencuci yang digunakan ke dalam slurry ditambahkan 1at

warna yang mempunyai sifat tidak berikatan secara permanen"kuat dengan

padatannya, sehingga mudah dihanyutkan oleh air pencuci. adar 1at warna dalam

air cucian yang keluar dari filter dianalisa untuk mengetahui seberapa !auh operasi

pencucian dilakukan. Pencucian dihentikan !ika kadar warna dalam air cucian

sudah mulai konstan. 6umlah air pencuci dicatat sebagai olume optimum.

&. Rotary Dis !acum Filter

Rotary disk vacum filter ini digunakan operasi dalam skala besar serta proses

kontinu. edia filter dapat berupa kain (cloth), kertas, media poros dan lain-lain.

Pemiliham media filter ini didasarkan atas kemampuan untuk memisahkan padatan,

memiliki kekuatan, inert terhadap bahan kimia dan !uga dari segi ekonominya.

Prinsip erja

lurry yang akan disaring menempati suatu tempat (basin). !eaf dicelupkan ke

slurry dan mengumpulkan cake-nya pada premukaan leaf (filtrat tidak). Filtrat keluar

melalui saluran keluar utama. Cak e dibawa sampai ke bagian atas. 2eberapa !enis

lainnya:

•"ori#ontal rotary vacuum filter

• "ori#ontal leaf filter

• $ertical leaf filter

4al yang paling utama dalam filtrasi adalah mengalirkan fluida melalui media

berpori. Filtrasi dapat ter!adi karena adanya gaya dorong, misalnya: graitasi,

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 balok dan

media tersebut.


7/17

Filtrasi biasa dilakukan pada skala laboratorium sampai slaka pilotm

plant"industri baik dengan cara batch (bertahap) maupun kontinyu

(berkesinambungan).

a) Filtrasi kala *aboratorium.

Filtrasi digunakan untuk memisahkan campuran heterogen 1at padat yang

tidak larut dalam cairan. Penyaringan menggunakan corong gelas dan kertas saring

dan hasil saringan disebut filtrat.

#ambar $. Filtrasi skala laboratorium

b) Filtrasi kala 9ndustri

ebelum peralatan filtrasi digunakan harus diperiksa dahulu supaya tidak

ter!adi hal-hal yang tidak diinginkan pada waktu beroperasi, misalnya penyaring

tidak berfungsi secara optimum. Fluida mengalir melalui media penyaring karena

adanya perbedaan tekanan yang melalui media tersebut. penyaring dilakukan agar

dapat beroperasi pada:

$) ekanan di atas atmosfer pada bagian atas media penyaring

%) ekanan operasi pada bagian atas media penyaring

&) Dan akum pada bagian bawah


8/17

ekanan di atas atmosfer dapat dilakukan dengan gaya graitasi pada cairan

dalam suatu kolom, dengan menggunakan pompa atau blower, atau dengan gaya

sentrifugal. Dalam suatu penyaring graitasi media penyaring bias !adi tidak lebih

baik daripada saringan (screen) kasar atau dengan menggunakan partikel kasar

seperti pasir.

Penyaring graitasi dibatasi penggunaannya dalam industri untuk suatu aliran

cairan kristal kasar,pen!ernihan air minum, dan pengolahan limbah cair.

ebanyakan penyaring industri adalah penyaring tekan, penyaring akum, atau

pemisah sentrifugal. Penyaring tersebut beroperasi secara kontinyu atau

diskontinyu, tergantung apakah buangan dari padatan tersaring terus-menerus

(steady ) atau hanya sebagian. ebagian besar siklus operasi dari penyaring

diskontinyu, aliran fluida melalui peralatan secara kontinyu, tetapi harus dihentikan

secara periodik untuk membuang padatan yang terakumulasi. Dalam saringan

kontinyu buangan padat atau fluida tidak dihentikan selama peralatan beroperasi.

c. "lasi#iasi Penyaringan

Dalam beberapa penyaringan, padatan-saring yang terbentuk merupakan

medium penyaring yang baik. 2erdasarkan gaya pendorong aliran, penyaringan

dapat di klasifikasikan sebagai berikut:

$. Penyaring gaya berat (graity filters)

#raitasi adalah sistem pengaliran air dari sumber ke tempat reservoir dengan

cara memanfaatkan energi potensial graitasi yang dimiliki air akibat perbedaan

ketinggian lokasi sumber dengan lokasi reservoir


9/17

%. Penyaring tekanan (Pressure filters)

uatu 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 kanas.

*umpur dapat mencapai tiap-tiap kompartemen dengan tekanan tertentu cairan

melalui kanas dan keluar ke pipa pembuangan, meninggalkan padatan kue basah

dibelakangnya.

&. Penyaring akum (;acuum filters)

.Penyaring sentrifugal ( 3entrifugal filters)Padatan yang membentuk kue berpori dapat dipisahkan dari cairan dengan

penyaringan berpusing. 0mpan dimasukkan ke dalam keran!ang berputar yang

memiliki dinding bercelah atau berlubang yang disampuli suatu medium penyaring

seperti kanas atau kain logam. ekanan yang dihasilkan dari gaya sentrifugal

memaksa cairan melewati medium penyaring, meninggalkan padatannya. 6ika

umpan yang masuk keran!ang dihentikan dan padatan kue diputar untuk waktu

yang singkat, kebanyakan cairan residu di dalam kue mengalirkan partikel sehingga

padatan lebih kering daripada hal yang sama untuk mesin pres bersaringan (filter

press) atau penyaring akum (acuum filter). etika material yang tersaring harus


10/17

dikeringkan secara berurut dengan alat pemanas, pemakaian penyaring ini dapat

dipertimbangkan sebagai langkah ekonomis.

2erdasarkan operasinya dibagi atas :

• 3ara batch (bertahap )

• 3ara continue (berkesinambungan)

d. $ipe-tipe Penyaring

Penyaring berfungsi menahan dan menyangga partikel padatan. yarat

penyaring yang baik :

• ecara mekanis kuat.

• ahan korosi ( terhadap cairan yang ditangani ).

• emberikan tahanan yang kecil terhadap aliran ( porosity besar ).

2erikut ini adalah tipe-tipe penyaring:$. Penyaring pasir (sand filter) :

• tangki terbuka

• tangki tertutup

%. Penyaring tekan (filters press):


11/17


12/17

• 8lier ( =otary drum )

• opfeed ( Dorco )

>. Penyaring abuk mendatar (hori1ontal belt filter)


13/17

e. Pehitungan Penyaringan

asalah:

ebuah pabrik 2arium arbonat sedang melakukan trial pada alat fiilternya, lurry

2arium arbonat a?uous difilter pada tekanan konstan (&@.A lb"in%) menggunakan filter

percobaan yang mempunyai luas permukaan filtrasi '.> ft%

; (liter) Detik

'.% $.>'. .'

'.> A./

'.@ $$.@

$.' $A

B ; C &

; (liter) Detik

$.% %&.$

$. &'.$

$.> &A.@$.@ >.&

% //.@

%.% >>.%

B ; C $'.%

0ntuk melaksanakan filtrasi, anda sebagai 3hemicals ngineering diharapkan mampu untuk

memilih alat filtrasi yang sesuai. 8prasi filtrasi !uga perhitungan filtrasi, dalam filtrasi perlu

diketahui dasar tentang porositas, factor bilangan reynold, factor friksi serta aliran fluida

melalui media porous dengan data di atas hitunglahE

Persamaan filtrasinya !ika slurry yang sama di filter melalui filter sweetland yang melalui luas

permukaan filtrasi $/' ft%, kondisi yang lain sama, berapa waktu yang diperlukan untuk

memperoleh filtrate sebanyak %''' *, !ika cake dicuci selama >' detik,berapa !uga

kebutuhan air pencuci 5nggap sifat-sifat pencuci sama dengan sifat filtrate.

Penyelesaian%

&enentuan nilai " dan ' menggunaan metode rata rata

; (liter) ¿

θ ¿ Deti

¿

θ/V ¿ Detik"*iter


14/17

k) )

'.% $.> @

'. .' $'

'.> A./ $%./

'.@ $$.@ $.A/

$.' $A $AB ; C &B θ "; C >%.%/

; (liter) ¿θ¿ De

tik)

¿

θ ¿ Detik"*iter

)

$.% %&.$ $G.%/

$. &'.$ %$./'

$.> &A.@ %&.>&

$.@ >.& %/.A%% //.@ %A.G'

%.% >>.% &'.'G

B ; C $'.%B θ "; C

$@.'G

erdiri dari pemecahan simultan dua persamaan dalam bentuk

∑ θ

V = K ∑

; H B3III.. ($)

0ntuk menyusun persamaan-persamaan ini titik-titik ini dibagi dalam % kelompok

elompok pertama dari / titik pertama dan kelompok kedua adalah titik sisanya.

∑ θ

V = K ∑

; H B3 III. ($) ∑

θ

V = K ∑

; H B3 III. (%)

62.25=3 K H /3 III. ($) [email protected]' ¿10.2 K H >3 III. (%)

ubstitusikan

62.25=3 K H /3 J > ($)

$@.'G ¿10.2 K H >3 J/ (%)

A'./ ¿51 K H &'3 (%)


15/17

&A&./ ¿18 K H &'3 ($) -

&>>.G/ detik"liter C && liter

K =

366.95 s / L

33 L =11.12s / L

2

K =11.12 s / L2 C 11.12s / L

2 x

1

0.03532ft

3=8923.91 s / ft

3

ubstitusikan harga ke persamaan $

62.25=3 K H /3

62.25=3 (11.12) H /3

28.89=5C

C =28.89

5=5.78

s

L

C =5.78 s L= 1

0.0353 ft 3=163.74 s/ ft 3

Dieta(ui%

(-KP) C &@.A lb"in%

*uas alas percobaan (5$) C '.> ft%

;olume Filtrat (;) C %''' *

onstanta-konstanta di filter percobaan

C 1=5.78 s / L

K 1=11.12 s/ L2

Ditanyaan%

$. Persamaan fitrasinya !ika melewati filter sweetland

• *uas permukaan weetland (5%)C $/'ft%

• onstanta-konstanta ( dan 3) di sweetland

%. 2erapa waktu yang diperlukan untuk memperoleh filtrate sebanyak %''' *&. !ika cake dicuci selama >' detik,berapa !uga kebutuhan air pencuci


16/17

Ja)aban%

$.θ

V = KV +C

θ= K V 2+CV

Dimana bahwa nilai dan 3 adalah dari luas permukaan 5 C '.> ft % sedangkan untuk filter

sweetland yang mempunyai *uas permukaan (5%) C $/'ft% memiliki nilai konstanta ( dan 3)

yang berbeda

Faktor koreksi konstanta dan 3 terhadap luas permukaan yang berbeda antara filter

percobaan dengan filter sweetland

K 2= K

1( A1 A2)2

K 2=11.12 s/ L

2( 0.446 ft 2

150 ft 2 )

2

K 2=9.83 x10−5

s/ L2

C 2=C

1( A1 A2)

C 2=5.78 s / L

(

0.446 ft 2

150ft

2

)C 2=0.0172s / Lehingga persamaan filtrasi menggunakan filter sweetland adalah

θ= K V 2+CV

θ=9.83 x 10−5 s / L2 (2000 L )2+0.0172 s/ L(2000 L)

θ=427.6s

%. 2erapa waktu yang diperlukan untuk memperoleh filtrate sebanyak %''' *

θ= K V 2+CV kemudian di deferensialkan men!adi

dθ=2 KV dV +C dV

dθ=(2 KV +C )dV


17/17

dV

dθ =

1

2 KV +C

dV

dθ

= 1

2 x 9.83 x 10−5

s / L2

(2000 L )+0.0172 s/ L

dV

dθ =2.44 L/s

ecepatan akhir filtrasi C kecepatan pencucian

&. ehingga kebutuhan akhir pencucian adalah2.44 L/s x 60 s=146.4 *

OTK II-Pemicu II Makalah Kel 8 Final

Documents

Transcript of OTK II-Pemicu II Makalah Kel 8 Final