HUMIDIFIKASI DAN DEHUMIDIFIKASI

LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK KIMIASENTRIFUGASI CAIR-CAIR

Nama pembimbing : Emma HermawatiTanggal praktikum: 2 Oktober 2014Tanggal pengumpulan : 2 Oktober 2014

Disusun oleh :Rizki Abi Karomi 131411048Rizwan Firzatulloh 131411049Shafira Damayanti 131411051

KELOMPOK 5

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2014

SENTRIFUGASI CAIR-CAIR

I. PENDAHULUAN1.1. Latar BelakangSecara umum sentrifugasi adalah proses pemisahan dengan menggunakan gaya sentrifugal sebagai driving force. Pemisahan dapat dilakukan terhadap fasa padat cair tersuspensi maupun campuran berfasa cair-cair. Pada pemisahan dua fasa cair dapat dilakukan apabila kedua cairan mempunyai perbedaan rapat massa. Semakin besar perbedaan rapat massa dari kedua cairan semakin mudah dipisahkan dengan cara sentrifugasi. Semakin mudah dipisahkan yang dimaksud adalah semakin kecil energi yang diperlukan untuk proses pemisahannya.Dua cairan yang dipisahkan dengan metode sentrifugasi biasanya berbentuk dua fasa cair yang teremulsi. Pemisahan paling sering kita jumpai dalam industri adalah pemisahan lemak yang terdapat dalam susu full cream. Dengan sentrifugasi dipisahkan lemaknya sehingga diperoleh susu skim, susu dengan kadar lemak yang rendah, yaitu berkisar 3% berat.Dalam keperluan lain operasi sentrifugasi juga dapat berfungsi ganda, yaitu sebagai pemisah untuk campuran maupun sebagai operasi yang membantu proses pengeringan bahan. Fungsi pengeringan utamanya biasanya adalah adanya tarikan udara vakum atau suhu yang agak tinggi.1.2. Tujuan(1) Memisahkan minyak dan air pada emulsi minyak dalam air (santan kelapa)(2) Mengetahui pengaruh besar percepatan sentrigugal (gaya sentrifugal/satuan massa), aC (Fc/m) terhadap perbandingan volume perolehan fasa ringan dan berat(3) Mengetahui pengaruh besar percepatan sentrigugal(gaya sentrifugal/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 TEORYGaya 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 tubular centifuge dan disk bowl centrifuge. Kedua tipe peralatan sentrifugal secara skematis dapat dilihat pada gambar 1. dan 2. dibawah.

Gambar 1. Tubular CentrifugeGambar 2. Disk Bowl Centrifuge

PEMISAHAN DENGAN GAYA SENTRIFUGAL:

Gambar 3. Pemisahan sentrifugal

Pada gambar-gambar tersebut, terjadi gaya sentrifugal dan mempunyai percepatan sentrifugal, yaitu :ac = r 2(1)ac = percepatan sentrifugal (m/dt2 )r = jarak radial dari pusat putaran (m)= kecepatan putar ( rad/det)sedang gaya sentrifugal Fc yang timbul dari partikel-partikel tersebut adalah :Fc = m .ac = m.r. 2 SI (2) Fc = m.r. 2/gc British dimana : Fc = gaya sentrifugal , Newton (N) m = massa partikel , gram, kg, lb. Bila = /r dan = kecepatan tangensial partikel, sehingga gaya sentrifugal dapat juga ditulis :Fc = m.r. (/r)2 = m.2/r (3)Bila kecepatan putaran dinyatakan dalam sejumlah N putaran per menit. ( N rpm), maka kecepatan putar dapat ditulis sebagai berikut: = 2 N / 60 (4)N = 60 / 2 r (5)Substitusi persamaan 4 ke persamaan 2, maka diperoleh gaya sentrifugal : Fc = 0,01097 m. r. N2 satuan SI ( Newton)atau Fc = 0,000341 m.r.N2 satuan British ( lbf) Sentrifuse 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.

III. PERCOBAANSusunan Alat dan Bahan yang Dipergunakan

Gambar 3. Rangkaian Peralatan Percobaan

Gambar 4. Rangkaian Disk Bowl Centrifuge

Alat pendukung Beaker plastik 2.000 ml Piknometer Gelas kimia Timbangan analitik

Bahan yang digunakan- Air santan sebanyak 8,5 liter

3.2. Prosedur Kerja(1) Bersihkan bagian bagian dari sentrifuse dengan cara dicuci, kemudian keringkan sebelum dipakai dalam percobaan.(2) Susum bagian-bagian dari peralatan sentrifuse sehingga siap pakai.(3) Siapkan santan 8,5 liter yang diperoleh dari 5 butir kelapa yang cukup tua.(4) Siapkan air santan 4 buah masing-masing 2 liter.(5) Tutup lubang pada penampung centrifuge, kemudian tuangkan santan kedalam penampung.(6) Letakkan beker plastik pada masing-masing keluaran, keluaran heavy liquid dan light liquid.(7) Hidupkan peralatan pada kecepatan putaran yang ditentukan pembimbing.(8) Tunggu 5 menit, atau sampai sentrifuse terdengar stabil.(9) Buka lubang bejana sentrifuse dan tunggu sampai aliran pada masing-masing keluaran berhenti menetes.(10) Catat suhu, rapat massa dan volume masing-masing keluaran.(11) Simpan light liquid fase untuk digabungkan dengan hasil light liquid yang diperoleh dari run pada kecepatan putar yang lain.(12) Lakukan lagi prosedur a sampai j dengan 3 macam harga putaran berbeda. Besar putaran ditentukan pembimbing.(13) Lakukan prosedur a sampai i untuk light liquid gabungan, kecepatan putar dipilih yang tertinggi.(14) setelah selesai, bongkar alat dan bersihkan.3.3. Tabel DataVolume awal 2 liter, N(rpm) umpan heavy lightV heavyV light

48001,06721,06521,0656280ml1560ml

75001,06241,07081,04961400ml570ml

90001,06281,06801,03081750ml100ml

90001,05041,06721,02441420ml450ml

IV. KESELAMATAN KERJAPercobaan menggunakan putaran tinggi, pastikan semua pemasangan, perakitan alat sebelum beroperasi telah dilakukan dengan baik untuk menghindari adanya komponen alat yang terlepas, terpelanting yang berpotensi melukai diri.

V. CARA PENGOLAHAN DATA5.1. Perhitungan(Gunakan satuan SI)a. Hitung gaya sentrifugal, Fc pada berbagai kecepatan putar1. Pada N= 4800 rpmFc= 0,01097 . m. r . N2Fc= 0,0197 . ( . r . N2Fc= 0,0197 . (1,0672 gr/l . 2 l) . 0,0475m. (4800)2Fc= 25451,804 Newton2. Pada N= 7500 rpmFc= 0,01097 . m. r . N2Fc= 0,0197 . ( . r . N2Fc= 0,0197 . (1,0624 gr/l . 2 l) . 0,0475m. (7500)2Fc= 62278,884 Newton3. Pada N=9000 rpmFc= 0,01097 . m. r . N2Fc= 0,0197 . ( . r . N2Fc= 0,0197 . (1,068 gr/l . 2 l) . 0,0475m. (9000)2Fc= 90154,312 Newton4. Pada N= 9000 rmp (gabungan)Fc= 0,01097 . m. r . N2Fc= 0,0197 . ( . r . N2Fc= 0,0197 . (1,0504 gr/l . 2 l) . 0,0475m. (9000)2Fc= 88668,623 Newton

b. Hitung perbandingan perolehan fasa light terhadap heavy liquid dapa setiap keceparan putaran1. Pada N : 4800V heavy : V light280 : 15607 : 392. Pada N: 7500V heavy : V light1400 : 570140 : 573. Pada N: 9000V heavy : V light1750 : 10035 : 24. Pada N: 7500V heavy : V light1420 : 450142 : 45

c. 5.2. Hasil Percobaan yang Disajikan Dalam Laporana. Sajikan hasil percobaan berupa kurva hubungan antara percepatan sentrifugal aC terhadap perbandingan volume light liquid dan heavy liquid.b. Sajikan hasil percobaan berupa kurva hubungan antara percepatan sentrifugal, aCterhadap rapat massa light liquid dan heavy liquid.c. Sajikan dalam bentuk tabel rapat massa, light liquid dari semua perolehan dalam percobaan.

5.3. Pembahasan Hasil Percobaana. Bahas kurva hubungan antara percepatan sentrifugal(gaya sentrifugal/satuan massa),aC(FC/m)terhadap volume light liquid dan heavy liquid disertakan kajian teoritisnya.

Dari data di atas tidak bisa disimpulkan alur dari kurva namun pada dasarnya semakin cepat putaran maka massa jenis fase cair yang lebih berat/heavy akan semakin besar karena menunjukkan kemurnian air. Ketidak liniernya kurva di atas disebabkan banyak hal, salah satunya kebocoran alat centrifugasi, sehingga menyebabkan ketidakakuratan.

Dari kurva di atas dapat diketahui bahwa semakin cepat putaran maka massa jenis larutan light semakin rendah, hal ini disebabkan karena semakin tinggi putaran, maka larutan yang dihasilkan semakin murni, semakin murni santan maka massa jenisnya semakin rendah, karena santan mengandung minyak yang massa jenisnya lebih rendah dari air.

Dari data di atas bisa diketahui bahwa semakin tinggi energi/kecepatan maka semakin banyak zat heavy/berat yang dihasilkan semakin tinggi hal ini sesuai dengan teori bahwa semakin besar energi yang diberikan berbanding lurus dengan tingkat kemurnian larutan.

Kurva di atas menunjukkan bahwa semakin tinggi energi yang diberikan bahwa semakin kecil volume light/santan yang didapat karena semakin tinggi energi/kecepatan maka semakin tinggi tingkat kemurnian dan tingkat kemurnian berbanding terbalik dengan volume yang didapat.Berdasarkan hasil praktikum, setelah dilakukan pemisahan dengan menggunakan metoda sentrifugasi dapat dilihat bahwa volume light lebih banyak dibandingkan dengan volume heavy, namun pada percobaan pertama yang putarannya paling kecil yaitu 4800rpm volume light-nya lebih sedikit dibanding dengan volume heavy-nya. Hal ini disebabkan karena putaran yang kecil dan massa jenis yang tidak berbeda jauh sehingga sulit untuk dipisahkan.

KESIMPULAN1. Sentrifugasi berfungsi untuk memisahkan campuran cair-cair yang memiliki massa jenis yang berbeda2. Semakin cepat putaran gaya sentrifugasi, semakin besar gaya yang dihasilkan sehingga mempermudah pemisahan3. Dalam proses pemisahan, volume light akan lebih banyak dibandingkan dengan volume heavy seiring dengan meningkatnya gaya sentrifugasi.4. Volume yang besar memiliki massa jenis yang kecil, karena lebih banyak mengandung air dibandingkan dengan minyak nabati (santan).

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