LABORATORIUM PERLAKUAN MEKANIK
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2013/2014
MODUL : Sentrifugasi Cair-cair
PEMBIMBING : Ir. Yunus Tonapa Sarungu, MT
Oleh :
Kelompok : VI (Enam)
Nama : 1. Naura Agustina ,121424021
2. Nurul Fathatun ,121424023
3. Pria Gita Maulana ,121424024
Kelompok 1 (Susulan)
4. Achmad Faisal ,121424002
Kelas : 2A
PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2014
Tanggal Praktikum : 15April 2014Tanggal Penyerahan : 22 April 2014(Laporan)
I. PENDAHULUAN
Tujuan Praktikum
1. 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 TEORI
III. PERCOBAAN
a. Alat & Bahan
b. Prosedur Kerja
c. Data Pengamatan
a. Santan
V umpan
(ml)
ρ umpa
n (gr/ml)
N(rpm)
ρ (gr/ml)
V(ml)
lihgt hevy light heavy
2000
0.995 10065 0.995 1.003 520 1270
1.001 23775 0.996 1.000 500 1460
1.003 29237 0.998 1.006 340 1350
1.004 16030 0.995 1.004 560 1440
b. Gabungan fasa Light (Minyak)
V umpan
(ml)
ρ umpa
n (gr/ml)
N(rpm)
ρ (gr/ml)
V(ml)
lihgt hevy light heavy
1860 1.000 27905 0.951 1.001 94 1730
IV. PENGOLAHAN DATA
a. Massa jenis (kg/m3)
Santan
N(rps)
ρ (kg/m3)
lihgt hevy
167.75
995 1003
396.25
996 1000
487.28
998 1006
267.17
995 1004
Gabungan fasa Light (Minyak)
N(rps)
ρ (kg/m3)
lihgt hevy
465.08
951 1001
b. Perbandingan Volume Light & Heavy
Santan
N(rps)
V(m3)
lihgt hevy
167.75
0.00052 0.001270
396.25
0.00050 0.001460
487.28
0.00034 0.001350
267.17
0.00056 0.001440
Gabungan fasa Light
N(rps)
V(m3)
lihgt hevy
465.08
0.000094 0.00173
c. Perhitungan Gaya Sentrifugal (Fc)
Santan
1. N = 167.75 rad/s , Dik: r = 0.0048 m
Fc light = 0.01097 x ρ 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 Newton
Fc Heavy = 0.01097 x ρ 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 Newton
2. N = 396.25 rad/s
Fc light = 0.01097 x ρ 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 Newton
Fc Heavy = 0.01097 x ρ 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 Newton
3. N = 487.28 rad/s
Fc light = 0.01097 x ρ 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 Newton
Fc Heavy = 0.01097 x ρ 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 Newton
4. N = 267.17 rad/s
Fc light = 0.01097 x ρ 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 Newton
Fc Heavy = 0.01097 x ρ 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 Light
N = 465.08 rad/s
Fc light = ρ light x r x (2πN/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 = ρ heavy x r x (2πN/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 Newton
d. Kurva Gaya sentrifugal terhadap Massa jenis
Karena Percepatan sentrifugal berbanding lurus dengan gaya, jadi pengaruh
percepatan terhadap Massa jenis dapat amati dari kurva Gaya sentrifugal terhadap
Massa jenis.
Fc(Newton)
ρ (kg/m3)
light heavy lihgt hevy
0.767 1.887995 1003
2.094 5.434995 1004
4.117 12.07996 1000
4.242 16.98998 1006
994 995 996 997 998 9990
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Kurva Fc vs Massa Jenis LightLinear (Kurva Fc vs Massa Jenis Light)
Massa Jenis Light (kg/m3)
Gaya
Sen
trifu
gal
998 1000 1002 1004 1006 10080
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Kurva Fc vs Massa jenis HeavyLinear (Kurva Fc vs Massa jenis Heavy)
Massa Jenis Heavy (kg/m3)
Gaya
Sen
trifu
gal
e. Kurva Gaya sentrifugal terhadap Volume
Karena Percepatan sentrifugal berbanding lurus dengan gaya, jadi pengaruh
percepatan terhadap Volume dapat amati dari kurva Gaya sentrifugal terhadap
Volume.
Fc(Newton)
V(m3)
light heavy lihgt hevy
0.767 1.8870.00052 0.001270
2.094 5.4340.00056 0.001440
4.117 12.070.0005 0.001460
4.242 16.980.00034 0.001350
0.0003 0.0004 0.0005 0.00060
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Kurva Fc vs Volume LightLinear (Kurva Fc vs Volume Light)
Volume light (m3)
Gaya
Sen
trifu
gal
0.0012 0.0013 0.0014 0.00150
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Kurva Fc vs Volume Heavy
Volume Heavy (m3)
Gaya
Sen
trifu
gal
V. PEMBAHASAN
Oleh: Naura Agustina, 121424021
Oleh: Nurul Fathatun, 121424023
Oleh: Pria Gita Maulana, 121424024
Oleh: 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 ac
Fc = 0.01097 x m x r x N2
m = ρ x V
Dari 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 ρ Light & Heavy hasil praktikum ini didapatkan, untuk fasa
Light Fc hampir berbanding lurus dengan ρ Light. Artinya, semakin besar gaya yg
berikan fasa light akan semakin kurang murni, karena memiliki ρ naik (Minyak akan
semakin mengandung air). Sedangkan kurva Fc vs ρ 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 ρ 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 PUSTAKA
1) Warren, L., Cabe, Mc., Smith, J.C., Harriot, P., 198 “ Unit Operation of Chemical
Engineering”, 4 rd, pp Mc. Graw-Hill, Book Commpany, USA.
2) Djauhari, A., 2002,”Peralatan Kontak dan Pemisah Antar Fasa “, Diktat Kuliah, hal
3-5, Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung.
3) Team Lab Satuan Opersi, 2004,”Sentrifugasi”, Jurusan Teknik Kimia, Politeknik
Negeri Bandung, Bandung.
Top Related