laporan praktikum filtrasi

Download laporan praktikum filtrasi

If you can't read please download the document

Post on 31-Oct-2015

587 views

Category:

Documents

14 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

praktikum unit operasi proses, modul filtrasi, persamaan lewis

TRANSCRIPT

Laporan UOP 1 (Filtrasi)

Laporan UOP 1 (Filtrasi)

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangLatar belakang praktikum Unit Operation Process (UOP) ini adalah untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah praktikum Unit Operation Process (UOP) serta upaya untuk memperdalam pemahaman tentang proses operasi teknik dan aplikasinya yang terdapat di bidang teknik kimia, yang selama ini hanya kami dapatkan secara teoritis di kuliah biasa ataupun dari sumber lain.Seperti yang telah kita ketahui, di zaman sekarang ini, teknologi dari unit-unit operasi telah berkembang sangat pesat dalam hal penggunaannya maupun pengembangannya. Dalam praktikum kali ini, kita akan membahas filtrasi. Filtrasi banyak dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah pada pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium, menghilangkan pirogen dan pengotor pada air suntik injeksi dan obatobat injeksi, dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula dan untuk memurnikan bahan-bahan obat dari partikel dan bahan yang tidak diinginkan sehingga dapat menjamin hasil akhir dari suatu produk obat yang berkualitas dan sesuia syarat yang ditentukan.Dari penjelasan di atas, kita tahu bahwa penggunaan filtrasi sangatlah luas dan tidak terbatas pada hal-hal di atas. Oleh karena itu, Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia memutuskan unutuk dapat mempelajari lagi secara lebih mendalam tentang filtrasi.

1.2 Tujuan Melakukan uji coba (test) filtrasi pada tekanan konstan dengan menggunakan filter press kecil agar metode uji coba dapat dikuasai; dan untuk mengobservasi mekanisme pemisahan solidliquid. Menguji persamaan filtrasi dari Routh dan Lewis, serta menentukan konstanta-konstanta yang ada dalam persamaan tersebut. Mengukur/menentukan jumlah filtrat per unit waktu pada filtrasi larutan slurry pada tekanan tetap

1.3 Teori Dasar1.3.1Pengertian FiltrasiFiltrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atauseptum, dimana zat padat itu tertahan. Pada industri, filtrasi ini meliputi ragam operasi mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru limbah padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Seringkali umpan dimodifikasi melalui beberapa pengolahan awal untuk meningkatkan laju filtrasi, misal dengan pemanasan, kristalisasi, atau memasang peralatan tambahan pada penyaring seperti selulosa atau tanah diatomae. Oleh karena varietas dari material yang harus disaring beragam dan kondisi proses yang berbeda, banyak jenis penyaring telah dikembangkan.Hal yang paling utama dalam filtrasi adalah mengalirkan fluida melalui media berpori. Filtrasi dapat terjadi karena adanya gaya dorong, misalnya ; gravitasi, 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.Filtrasi biasa dilakukan pada skala laboratorium sampai slaka pilot plant/industri baik dengan carabatchmaupunkontinyu.a) Filtrasi Skala Laboratorium.Filtrasi digunakan untuk memisahkan campuran heterogen zat padat yang tidak larut dalam cairan. Penyaringan menggunakan corong gelas dan kertas saring dan hasil saringan disebut filtrat.

Gambar 1. Filtrasi skala laboratorium

b)Filtrasi Skala Industri

Gambar 2. Filtrasi skala industriSebelum peralatan filtrasi digunakan harus diperiksa dahulu supaya tidak terjadi 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:1) Tekanan di atas atmosfer pada bagian atas media penyaring2) Tekanan operasi pada bagian atas media penyaring3) Dan vakum pada bagian bawahTekanan di atas atmosfer dapat dilakukan dengan gaya gravitasi pada cairan dalam suatu kolom, dengan menggunakan pompa atau blower,atau dengan gaya sentrifugal. Dalam suatu penyaring gravitasi media penyaring bias jadi tidak lebih baik daripada saringan (screen) kasar atau dengan menggunakan partikel kasar seperti pasir.Penyaring gravitasi dibatasi penggunaannya dalam industri untuk suatu aliran cairan kristal kasar,penjernihan air minum, dan pengolahan limbah cair. Kebanyakan penyaring industri adalah penyaring tekan, penyaring vakum, atau pemisah sentrifugal. Penyaring tersebut beroperasi secara kontinyu atau diskontinyu, tergantung apakah buangan dari padatan tersaring terus-menerus (steady) atau hanya sebagian. Sebagian 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.

1.3.2Klasifikasi FiltrasiBerdasarkan gaya pendorong aliran, penyaringan diklasifikasikan menjadi Penyaring gaya berat (gravity filters), Penyaring tekanan (Pressure filters), Penyaring vakum (Vacuum filters), Penyaring sentrifugal (Centrifugal filters). 1. Penyaring gaya berat (gravity filters)Gravitasi adalah sistem pengaliran air dari sumber ke tempatreservoirdengan cara memanfaatkan energi potensial gravitasi yang dimiliki air akibat perbedaan ketinggian lokasi sumber dengan lokasireservoir Merupakan 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. Filter ini dugunakan untuk proses fluida dengan kuantitas yang besar dan mengandung sedikit padatan. Contohnya : pada pemurnian air.2. Penyaring tekanan (Pressure filters)Suatu mesin press bersaringan berisi satu set plat yang didesain untuk menyediakan serangkaian ruang atau kompartemen yang didalamnya padatan dikumpulkan. Plat-plat tersebut dilingkupi medium penyaring seperti kanvas. Slurry dapat mencapai tiap-tiap kompartemen dengan tekanan tertentu; cairan melalui kanvas dan keluar ke pipa pembuangan, meninggalkan padatan cake basah dibelakangnya.Plat dari suatu mesin pres bersaringan dapat berbentuk persegi atau lingkaran, vertikal atau horizontal. Kebanyakan kompartemen padatan dibentuk dengan cetakan plat berbahan polipropelina. Dalam desain lain, kompertemen tersebut dibentuk di dalam cetakan plat berbingkai (plate-and-frame press), yang didalamnya terdapat plat persegi panjang yang pada satu sisi dapat diubah-ubah. Pengoperasiannya sebagai berikut :1. Plat dan bingkai dipasang pada posisi vertikal dalam rak logam, dengan kain melingkupi permukaan setiap plat,dan ditekan dengan keras bersama dengan memutar skrup hidrolik.2. Slurry memasuki suatu sisi akhir dari rangkaian plat dan bingkai.3. Slurry mengalir sepanjang jalur pada satu sudut rangkaian tersebut.4. Jalur tambahan mengalirkan slurry dan jalur utama ke dalam setiap bingkai.5. Padatan akan terendapkan di atas kain yang menutupi permukaan plat.6. Cairan menembus kain, menuruni jalur pada permukaan plat (corrugation), dan keluar dari mesin press.7. Setelah merangkai mesin press, slurry dimasukkan dengan pompa atau tangki bertekanan (Pada percobaan ini 0,1 sampai 0,2 bar)

Gambar 3. Filter Press3. Penyaring vakum (Vacuum filters)Vacuum filter juga merupakan alat sterilisasi yang menggunakan prinsip fisik mekanis, yaitu filtrasi. Komponen alat ini adalah dua wadah penampung yang dibatasi oleh filter, serta sebuah lubang untuk pompa vakum. Wadah pertama yang terletak di bagian atas berfungsi untuk menampung cairan yang akan disterilisasi, dan wadah penampung kedua yang terletak dibawah berfungsi untuk menampung cairan yang sudah disterilisasi. Kedua wadah ini dibatasi oleh filter berpori-pori besar. Filter ini akan dilapisi lagi dengan membrane sesuai dengan kebutuhan. Wadah bagian bawah memiliki lubang yang dapat dihubungkan dengan pompa vakum. Saat bagian bawah vakum, cairan dari wadah atas akan tertarik untuk melewati filter menuju bagian bawah.4. Penyaring sentrifugal ( Centrifugal filters)Padatan yang membentuk cake berpori dapat dipisahkan dari cairan dengan penyaringan berpusing. Umpan dimasukkan ke dalam keranjang berputar yang memiliki dinding bercelah atau berlubang yang disampuli suatu medium penyaring seperti kanvas atau kain logam. Tekanan yang dihasilkan dari gaya sentrifugal memaksa cairan melewati medium penyaring, meninggalkan padatannya. Jika umpan yang masuk keranjang dihentikan dan padatan cake diputar untuk waktu yang singkat, kebanyakan cairan residu di dalam cake mengalirkan partikel sehingga padatan lebih kering daripada hal yang sama untuk mesin pres bersaringan (filter press) atau penyaring vakum (vacuum filter). Ketika material yang tersaring harus dikeringkan secara berurut dengan alat pemanas, pemakaian penyaring ini dapat dipertimbangkan sebagai langkah ekonomis.1.3.3 Media FilterPada operasi filter, umumnya dikenal dua macam media filter yaitu media filter primer dan media filter sekunder.Media filter primer sebenarnya bukan suatu media filter yang sesungguhnya, melainkan sebagai media filter pembantu yang menahan zat padat pada permulaan proses. Media filter primer ini dapat berupa kain, kertas saring, dan sebagainya, yang dipasang pada permukaan filter.Zat padat yang di permukaan filter membentuk lapisan cake yang dapat berfungsi sebagai media filter yang sesungguhnya. Media filter inilah yang diperkirakan/diperhitungkan karena akan mempengaruhi besarnya penahan filtrasi. Filtrasi dapat dianggap dimulai dengan penahanan sama dengan nol, berarti belum terbentuk cake. Dalam hal ini perlu dihitung suatu besaran Ve (volum ekivalen), ialah volum filtr