PEMISAHAN SENTRIFUGASI

I. TUJUAN

1. Memisahkan suatu padatan dalam cairan atau campuran cair – cair (yang memiliki

massa jenis yang berbeda) dengan cara pemusingan (sentrifugasi).

2. Memahami prinsip kerja alat sentrifugasi.

II. ALAT DAN BAHAN

II.1 Alat – alat yang digunakan

1. Beaker plastik 2 liter 3 buah

2. Gelas Kimia 1 liter 1 buah

3. Piknometer 1 buah

4. Saringan + Baskom 1 buah

5. Seperangkat alat disc bowl centrifuge 1 set

2.2 Bahan – bahan yang digunakan

1. Santan 2 liter

III. DASAR TEORI

Centrifuge adalah alat untuk memisahkan slurry (padatan dalam cairan) atau

campuran cair – cair yang memiliki massa jenis berbeda secara pendorong, prosesnya

disebut sentrifugasi. Centrifuge 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.

Sentrifugasi adalah pemisahan dengan menggunakan gaya putaran atau gaya

sentrifugal. Partikel dipisahkan dari liquid dengan adanya gaya sentrifugal pada berbagai

variasi ukuran dan densitas campuran larutan. Gaya sentrifugal adalah gaya yang terjadi

akibat adanya putaran, arah gayanya adalah dari titik awal pusat putaran keluar menuju

jari – jari luar. Pemisahan menggunakan gaya ini pada penerapannya biasanya dikenakan

pada pemisahan menggunakan gaya ini dilakukan apabila perbedaan densitas antara kedua

fasa tidak terlalu besar, bisa dalam bentuk campuran suspensi, sehingga pemisahan dengan

gravitasi sukar dilakukan.

Peralatan sentrifugasi terdiri dari :

a. pengendapan sentrifugal / centrifugal setting :

- turbular : pemisahan liquid – liquid emulsion

- disc bowl : pemisahan liquid – liquid

b. filtrasi sentrifugal

Gaya sentrifugal digunakan untuk mendapatkan perbedaan tekanan sehingga

slurry dalam filter akan mengalir ke penyaring. Pada operasi sentrifugasi dengan cara

pengendapan, kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh, kecepatan sudut (ω)

disamping faktor – faktor lain seperti pada perhitungan kecepatan sedimentasi. Laju

alir volumetrik umpan dipengaruhi oleh kecepatan sudut (ω), diameter partikel (Dp),

density partikel dan cairan, viskositas dan diameter tabung centrifuge.

Pemisahan / sentrifugasi dapat digunakan pada skema berikut :

Gaya sentrifugasi, Fe dalam N dapat dirumuskan sebagai berikut :

Fe=m×r×ω2… ..(s1)

Dimana ,ω= vr;v=kecepatantangensial (m /det)

Fe=m×r×( vr )2

=m×( vr )2

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

ω=2π N60

; N=60ω2 π

=60 v2 π r

Substitusi ke Fe menjadi :

Fe=m×r×ω2

¿m×r×( 2 π N60 )

2

Fev

=mv×r×( 2 π N

60 )2

Fev

=mv× ρs×( 2π N

60 )2

IV. PROSEDUR KERJA

1. Membersihkan bagian – bagian dari sentrifuge dengan cara dicuci, kemudian

keringkan sebelum dipakai dalam percobaan.

2. Menyusun bagian – bagian dari peralatan sentrifuge sehingga siap pakai.

3. Menyiapkan santan 2 liter yang diperoleh dari 2 butir kelapa yang cukup tua.

4. Menutup lubang pada penampang centrifuge, kemudian tuangkan santan ke dalam

penampung.

5. Meletakkan beaker plastik pada masing – masing keluaran, keluaran heavy liquid

dan light liquid.

6. Menghidupkan peralatan pada kecepatan putaran yang ditentukan.

7. Menunggu ± 5 menit, atau sampai sentrifuge terdengar stabil.

8. Membuka lubang bejana centrifuge dan tunggu sampai aliran pada masing –

masing keluaran berhenti menetes.

9. Mencatat suhu, densitas dan volume masing – masing keluaran.

10. Setelah selesai, membongkar alat dan dibersihkan.

V. DATA PENGAMATAN

V.1 Percobaan ke – 1

N

(rpm)

Volume

awal (ml)

Volume

light (ml)

Volume

heavy (ml)

ρ light

(gr / ml)

ρ heavy

(gr/ml)

F

light

(N)

F heavy

(N)

1500 2000 1400 500 0,9796 0,8805 1690 542

V.2 Percobaan ke – 2

N Volume Volume Volume ρ light ρ heavy F F heavy

(rpm) awal (ml) light (ml) heavy (ml) (gr / ml) (gr/ml) light

(N)

(N)

2000 2000 1200 650 0,9798 0,876 2576 1247

VI. PERHITUNGAN

Percobaan ke – 1

6.1 Penentuan Density

Volume piknometer = 99,828 cm3 = 99,828 cm3 ×1ml

cm3=99,828ml

Berat piknometer kosong = 62,4 gram

1. ρ light liquid

Berat piknometer + cairan encer = 160,2 gram

Berat piknometer kosong = 62,4 gram

Berat cairan encer = 97,8 gram

Volume piknometer = 99,828 ml

ρ=mv

ρ=(Berat piknometer+cairan encer )−(Berat piknomete r kosong)

Volume piknometer

ρ=160,2 gram−62,4 gram99,828ml

=97,8gram99,828ml

=0,9796 gr /ml

2. ρ heavy liquid

Berat piknometer + cairan kental = 150,3 gram

Berat piknometer kosong = 62,4 gram

Berat cairan kental = 87,9 gram

Volume piknometer = 99,828 ml

ρ=mv

¿(Berat piknometer+cairan kental )−(Berat piknometer kosong)

Volume piknometer

ρ=150,3 gram−62,4 gram99,828 ml

=87,9gram99,828ml

=0,8805 gr /ml

6.2 Penentuan gaya sentrifugal pada light liquid dan heavy liquid

Fev

=ρ×r ×(2 π N60 )

2

Fe=ρ×r ×v×( 2π N60 )

2

; dimana r = 5 cm

1. F light liquid pada N = 1500 rpm

F ¿= ρ¿×r×v×( 2π N60 )

2

r = 5 cm

ρ¿=0,9796 gr /ml

v¿=1400ml

F ¿= ρ¿×v¿×r×( 2 π N60 )

2

F ¿=0,9796grml

×1400ml×5cm×( 2. (3,14 ) .(1500radmin )

60secmin

)2

F ¿=169023122,8gr . cm

s2×

1kg1000 gr

×1m

100cm

F ¿=1690,231228kg .m

s2

F ¿=1690kg .m

s2=1690N

2. F heavy liquid pada N = 1500 rpm

Fh l=ρh l×v hl×r×( 2π N60 )

2

r = 5 cm

ρh l=0,9796gr /ml

vhl=500ml

Fh l=ρh l×v hl×r×( 2π N60 )

2

Fh l=0,8805grml

×500ml×5cm×( 2. (3,14 ) .(1500radmin )

60secmin

)2

Fh l=54258611,25gr . cm

s2×

1kg1000 gr

×1m

100cm

Fh l=542,5861125kg .m

s2

Fh l=542kg .m

s2=542N

Percobaan ke – 2

6.3 Penentuan Density

Volume piknometer = 25 ml

Berat piknometer kosong = 33,67 gram

1. ρ light liquid

Berat piknometer + cairan encer = 58,165 gram

Berat piknometer kosong = 33,67 gram

Berat cairan encer = 24,495 gram

Volume piknometer = 25 ml

ρ=mv

ρ=(Berat piknometer+cairan encer )−(Berat piknometerkosong )

Volume piknometer

ρ=58,165 gram−33,67 gram25ml

=0,9798 gr /ml

2. ρ heavy liquid

Berat piknometer + cairan kental = 55,57 gram

Berat piknometer kosong = 33,67 gram

Berat cairan kental = 21,9 gram

Volume piknometer = 25 ml

ρ=mv

¿(Berat piknometer+cairan kental )−(Berat piknometer kosong)

Volume piknometer

ρ=55,57 gram−33,67 gram25ml

=0,876 gr /ml

6.4 Penentuan gaya sentrifugal pada light liquid dan heavy liquid

Fev

=ρ×r ×(2 π N60 )

2

Fe=ρ×r ×v×( 2π N60 )

2

; dimana r = 5 cm

1. F light liquid pada N = 2000 rpm

F ¿= ρ¿×v¿×r×( 2 π N60 )

2

r = 5 cm

ρ¿=0,9798 gr /ml

v¿=12 00ml

F ¿= ρ¿×v¿×r×( 2 π N60 )

2

F ¿=0,9798grml

×12 00ml×5cm×( 2. (3,14 ) .(20 00radmin )

60secmin

)2

F ¿=257611620gr . cm

s2×

1kg1000gr

×1m

100cm

F ¿=2576,11620kg .m

s2

F ¿=2576kg .m

s2=2576 N

2. F heavy liquid pada N = 1500 rpm

Fh l=ρh l×v hl×r×( 2π N60 )

2

r = 5 cm

ρh l=0 ,876gr /ml

vhl=650ml

Fh l=ρh l×v hl×r×( 2π N60 )

2

Fh l=0,8 76grml

×65 0ml×5cm×( 2. (3,14 ) .(2000radmin )

60secmin

)2

Fh l=124756805,3gr . cm

s2×

1kg1000gr

×1m

100cm

Fh l=1247,568053kg .m

s2

Fh l=1247kg .m

s2=1247 N

VII.ANALISA PERCOBAAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat dianalisa bahwa

sentrifugasi merupakan proses untuk memisahkan suatu campuran (padat – cair atau

cair – cair) dengan menggunakan perbedaan massa jenis dari komponen dalam

campuran tersebut. Alat sentrifugasi yang digunakan ialah disc bowl yang dipisahkan

menurut fraksi ringan dan fraksi berat.

Komponen yang memiliki massa jenis berat akan keluar dari bagian bawah

(heavy liquid), sedangkan komponen yang memiliki massa jenis ringan akan keluar

dari bagian atas (light liquid). Pada percobaan ini, dilakukan 2 kali percobaan dengan

larutan yang akan dipisahkan yaitu santan sebanyak 2 liter. Santan dimasukkan ke

dalam alat pemisah lalu diputar dengan jumlah putaran per menit (rpm) 1500 rpm dan

2000 rpm.

Pada percobaan pertama, didapat hasil pemisahan berupa santan encer

sebanyak 1400 ml dan santan kental sebanyak 500 ml, sedangkan santan yang hilang

atau terbuang sebanyak 100 ml. Dari data tersebut dapat dihitung densitas dan gaya

sentrifugal masing – masing larutan santan, untuk light liquid = 0,9796 gr / ml dan

heavy liquid = 0,8805 gr / ml), untuk gaya sentrifugal light liquid = 1690 N dan heavy

liquid = 542 N.

Pada percobaan kedua, didapat hasil pemisahan berupa santan encer sebanyak

1200 ml dan santan kental sebanyak 650 ml, sedangkan santan yang hilang atau

terbuang sebanyak 150 ml. Dari data tersebut dapat dihitung densitas dan gaya

sentrifugal masing – masing larutan santan, untuk light liquid = 0,9798 gr / ml dan

heavy liquid = 0,876 gr / ml), untuk gaya sentrifugal light liquid = 2576 N dan heavy

liquid = 1247 N.

Dalam hal ini, jumlah putaran per menit (rpm) dari piringan (bowl) dapat

mempengaruhi kualitas dari fraksi ringan dan fraksi berat pada proses pemisahan

dengan gaya sentrifugal.

VIII. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa,

1. Prinsip kerja alat sentrifugasi, yaitu kecepatan putaran untuk pemisahan

komponen yang memiliki massa jenis berbeda.

2. Santan yang digunakan sebanyak 2000 ml,

pada percobaan ke – 1, santan encer sebanyak 1400 ml, santan kental 500 ml,

sdan santan yang hilang atau terbuang sebanyak 100 ml.

pada percobaan ke – 2, santan encer sebanyak 1200 ml, santan kental 650 ml,

sdan santan yang hilang atau terbuang sebanyak 150 ml.

3. → Pada percobaan ke – 1, kecepatan putaran (N) = 1500 rpm

densitas (ρ) light liquid = 0,9796 gr / ml

densitas (ρ) heavy liquid = 0,8805 gr / ml

gaya sentrifugal (F) light liquid = 1690 N

gaya sentrifugal (F) heavy liquid = 542 N

→ Pada percobaan ke – 2, kecepatan putaran (N) = 2000 rpm

densitas (ρ) light liquid = 0,9798 gr / ml

densitas (ρ) heavy liquid = 0,876 gr / ml

gaya sentrifugal (F) light liquid = 2576 N

gaya sentrifugal (F) heavy liquid = 1247 N

DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet.2012.Petunjuk Praktikum Satuan Operasi 1.Palembang : Jurusan Teknik

Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya

www.google.com