Sentrifugasi Shinta Rosalia Dewi

Sentrifugasi adalah pemisahan partikel dari larutan /suspensi berdasarkan ukuran, bentuk, densitas, viskositas medium dan kecepatan rotor.

Pemisahannya memanfaatkan gaya sentrifugal dan gaya gravitasi.

Gaya tersebut yang menyebabkan pemisaham partikel.

Prinsip dasar

Gaya

Gaya sentrifugal

Gaya sentrifugal

Untuk memisahkan partikel mikro dari larutannya, centifuge dioperasikan dengan kecepatan 40.000 rpm, berapakah kecepatan angular (dlm rad/s) ?

Contoh soal

Fc : gaya centrifugal Fg : gaya gravitasi

Relative centrifugal force (RCF)

2 2c

g

2

F m r rRCF

F mg g

2 Nr

60RCF

g

Sebuah alat sentrifuge dioperasikan untuk memisahkan partikel menggunakan fixed rotor. Radian minimum dan maksimumnya masing-masing 3,5 cm dan 7 cm. rotor dioperasikan dengan kecepatan 20000 rpm, hitunglah kecepatan sentrifugal relatif pada bagian atas dan dasar tabung sentrifus!

Contoh soal

Sentrifugasi dibedakan menjadi 2 : Laboratory centrifuges Preparative centrifuges

Sentrifugasi

Digunakan untuk pemisahan skala kecil. Volume larutan yang dipisahkan antara 1 -

5000 ml Kecepatan : 1000 – 15000 rpm

Laboratory centrifuges

Terdapat 2 tipe rotor yang digunakan :1. fixed angle rotors tabung sentrifus

diletakkan dengan sudut tertentu terhadap sumbu rotasi

2. swing out rotors tabung sejajar dengan sumbu rotasi (saat diam) tetapi ketika rotor bergerak, tabung berayun keluar sehingga mereka sejajar tegak lurus dengan sumbu rotasi.

Laboratory centrifuges

Rotor

Estimasi waktu sentrifugasi ditentukan :

k = factor of the centrifuge S = Svedberg coefficient of the material

being precipitated, 1 S = 10-13 s t = complete sedimentation time (min)

Waktu sentrifugasi

rmax = radial distance from the axis to the bottom of the tube (cm)

rmin = radial distance from the axis to the top of the tube (cm) rpmmax = maximum rotation speed (/min)

Digunakan dalam skala besar (1 liter sampai ratusan liter)

Biasanya menggunakan tubular rotating chamber.

Suspensi yang akan dipisahkan dimasukkan ke alat

Supernatan dan endapannya dikumpulkan di ujung perangkat.

Prosesnya continous

Preparative centrifuge

Tubular bowl centrifuge

Laju umpan : 1.5-12 L/s (25-200 gal/min). Kecepatan rotasi : 1000-6000 rpm. g factor (ratio of centrifugal force to gravity

force): 2000-3000. Sentrifugasi dengan volume lebih besar

akan lebih efektif

Bowl centrifuge

Partikel di setiap titik tubular pada arah radial dapat dihitung dengan :

Tubular bowl centrifuge

Kecepatan pergerakan partikel :

Hubungan waktu dan jarak (Bowl centrifuge)

Waktu sentrifugasi Bowl centrifuge

b = panjang silinder (tinggi) Rw = jarak radial max RL = jarak radial min

Volume liquid (Bowl centrifuge)

Sebuah larutan yang mengandung partikel dengan densitas partikel 1461 kg/m3 dipisahkan dengan sentrifugasi. Densitas larutan 801 kg/m3 dan kekentalannya 100 cp. Sentrifus mempunyai bowl dengan rmax 0,02225 m dan rmin 0,00716 m dan tinggi 0,1970 m. hitunglah diameter partikel terbesarnya jika kecepatan yang digunakan sebesar 23000 rpm dan flow ratenya 0,002832 m3/h!

Contoh

Disk stack centrifuge

Desainnya kompak dan memberikan hasil pemisahan yang lebih baik daripada standar tubular bowl centrifuge

Umpan masuk dari atas alat dan terdistirbusi pada bagian bawah melewati poros berongga

Partikel-partikel yang terlempar ke luar dan masuk ke disk stack, lalu padatan terpisah di pinggiran sentrifuge dan akan dikeluarkan

Cairan yang terpisah mengallir melalui bagian atas.

Disk stack centrifuge

Kecepatannya lebih besar : 30000 – 50000 rpm

Kecepatan yang sangat besar dapat menghasilkan energi yang besar.

Biasanya digunakan untuk pemisahan makromolekul dari pelarut

Ultracentrifuge biasanya digunakan untuk analisis serta preparative.

Preparative ultracentrifuges pemurnian makromolekul seperti protein dan asam

Ultracentrifuge

Ghosh, R, 2006, Principles of bioseparation engineering

Geankoplis, CJ, 1993, Transport Process and Unit Operations

Reference