sentrifugasi

LABORATORIUM SATUAN OPERASI

SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013

MODUL : SENTRIFUGASI

PEMBIMBING : Ir. Ema H. Muhari MT

Oleh :

Kelompok : II (Dua)

Nama : Agi Iqbal Velayas NIM.111411042

Iffa Ma’rifatunnisa NIM.111411046

Kelas : 2B

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2013

Praktikum : 16 Mei 2013Penyerahan : 23 Mei 2013(Laporan)





Oleh :

Kelompok : II (Dua)



Kelas : 2B



2013






Oleh :

Kelompok : II (Dua)



Kelas : 2B



2013


BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sentrifugasi adalah proses pemisahan dengan menggunakan gaya sentrifugal (gaya

putaran) sebagai driving force. Selain berfungsi dalam proses pemisahan, sentrifugasi juga

berperan dalam proses pengeringan bahan.

Dalam proses pemisahan, partikel dipisahkan dari liquid dengan adanya gaya

sentrifugal pada berbagai variasi ukuran dan densitas campuran larutan. Pemisahan dapat

dilakukan pada fasa padat-cair maupun campuran berfasa cair-cair. Pada fasa cair-cair dapat

dilakukan apabila kedua cairan memiliki perbedaan rapat massa.

Sebagai contoh, pemisahan fasa cair-cair yang paling sering dijumpai dengan cara

sentrifugasi adalah pemisahan lemak pada susu. Dengan sntrifugasi lemak dapat terpisah

sehingga diperoleh susu skim dan dihasilkan susu dengan kadar lemak yang rendah.

Pemisahan ini dapat terjadi karena adanya perbedaan rapat massa pada cairan tersebut.

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.

Teknik sentrifugasi telah dimanfaatkan baik untuk keperluan penelitian misalnya pada

bidang biologisel dan biologi molekular, maupun untuk industri, misalnya dalam pengayaan

uranium dan pengolahan anggur.

1.2 Tujuan Percobaan

a. Memisahkan minyak dan air pada emulsi minyak dalam air (santan kelapa)

b. Mengetahui pengaruh besar gaya sentrigugal, terhadap perbandingan volume

perolehan fasa ringan dan berat

c. Mengetahui pengaruh besar gaya sentrigugal, terhadap tinggkat pemisahan

d. Mengetahui tingkat pemisahan yang dilakukan satu tahap dengan dua tahap pada

operasi pemisahan dua fasa cair dengan peralatan sentrifugasi.

BAB II

LANDASAN TEORI

Campuran heterogen terdiri dari senyawa-senyawa dengan berat jenis berdekatan sulit

dipisahkan. Senyawa tersebut terendapkan karena adanya grafitasi berjalan sangat lambat.

Bebebrapa campuran senyawa yang memiliki sifat seperti ini adalah koloid seperti emulsi.

Sentrifugasi adalah proses yang memanfaatkan sentrifugal untuk sedimentasi

campuran dengan menggunakan mesin sentrifugal atau pemusing. Gaya sentrifugal adalah

gaya yang terjadi akibat adanya putaran, arah gayanya adalah dari titik pusat putaran keluar

menuju jari-jari luar. Pemisahan antara dua fasa cair yang membentuk emulsi 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 (gambar 2) dan

disk bowl centrifuge (gambar 3)

Disk bowl 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

Prinsip utama sentrifugasi adalah memisahkan substansi berdasarkan berat enis

molekul dengan cara memberikan gaya sentrifugal sehingga substansi yang lebih berat akan

berada di dasar, sedangkan substansi yang lebih ringan akan terletak di atas. Peralatan

sentrifugasi terdiri dari:

a. Pengendapan sentrifugal

Turbular : pemisahan liquid-liquid emulsion

Disk Bowl : pemisahan liquid-liquid

b. Filtrasi Sentrifugal

Gaya sentrifugal digunakan untuk mendapatkan perbedaan tekanan sehingga slurry

dalam filter akan mengalir ke penyaring.

Dalam alat sentrifugasi 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.

Gambar 1 (Mulai dari kiri) fixed angled rotor dan Swing-out rotor

Pada operasi sentrifugal dengan cara pengendapan, kecepatan pengendapan

dipengaruhi oleh kecepatan sudut sedangkan laju alir vvolumetrik umpan dipengaruhi oleh

kecepatan sudut, diameter partikel, densiti partikel dan cairan, viskositas, dan diameter

tabung sentrifugasi

Gambar 2 Tubuler bowl centrifuge Gambar 3 Disk bowl centrifuge

BAB III

METODELOGI PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan yang digunakan

a. Seperangkat alat sentrifugasi (Bowl Centrifuge)

b. Beaker plastik 2000 ml

c. Gelas Kimia

d. Timbangan analitik

e. Air Santan 8.5 Liter

3.2 Gambar Alat Sentrifugasi jenis Disk Bowl Centrifuge

BAB III





c. Gelas Kimia




BAB III





c. Gelas Kimia




3.3 Diagram Alir Percobaan

3.4 Prosedur Percobaan

a. Bersihkan bagian – bagian dari sentrifuse dengan cara dicuci, kemudian keringkan

sebelum dipakai dalam percobaan.

b. Susum bagian-bagian dari peralatan sentrifuse sehingga siap pakai.

c. Siapkan santan 8,5 liter yang diperoleh dari 5 butir kelapa yang cukup tua.

d. Siapkan air santan 4 buah masing-masing 2 liter

e. Tutup lubang pada penampung centrifuge, kemudian tuangkan santan kedalam

penampung.

f. Letakkan beker plastik pada masing-masing keluaran, keluaran heavy liquid dan light

liquid.

Membersihkanbagian-bagian

sentrifugasi

Meyusun bagian-bagian peralatan

sentrifugasi

Proses sentrifugasi

Lubang di tutuppada penampung

sentrifugasi

Santan dituangkanke dalam

penampungPencatatan suhu,rapat massa, dan

volume

Percobaan diulangi dengan

kecepatanberbeda

g. Hidupkan peralatan pada kecepatan putaran yang ditentukan pembimbing.

h. Tunggu ±5 menit, atau sampai sentrifuse terdengar stabil.

i. Buka lubang bejana sentrifuse dan tunggu sampai aliran pada masing-masing keluaran

berhenti menetes.

j. Catat suhu, rapat massa dan volume masing-masing keluaran.

k. Simpan light liquid fase untuk digabungkan dengan hasil light liquid yang diperoleh

dari run pada kecepatan putar yang lain.

l. Lakukan lagi prosedur a sampai j dengan 3 macam harga putaran berbeda. Besar

putaran ditentukan pembimbing.

m. Lakukan prosedur a sampai i untuk light liquid gabungan, kecepatan putar dipilih

yang tertinggi.

n. setelah selesai, bongkar alat dan bersihkan.

3.5 Keselamatan Kerja

a. Percobaan menggunakan putaran tinggi

b. pastikan semua pemasangan

c. perakitan alat sebelum beroperasi telah dilakukan dengan baik untuk menghindari

adanya komponen alat yang terlepas, terpelanting yang berpotensi melukai diri.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN

4.1 DATA PERCOBAAN

Massa piknometer kosong : 29,81 gram Masaa piknometer + air : 52,20 gram Massa air : 22,39 gram Massa piknometer + sampel : 52,38 gram Massa Sampel : 22,57 gram

4.2 PERHITUNGAN DAN PENGOLAHAN DATA

Penentuan Densitas Umpan

(25℃ ) = 0,998 = , V piknometer = volume santan = 22,345 ml

Densitas = [(Massa umpan + massa piknometer) - Massa Piknometer]

Volum santan dalam piknometer

= [ 52,38 gram - 29,81 gram]

22,345 ml

= 1,01 gram/ml

Run N

(rpm)

Volume

umpan

(ml)

Volume

light

(ml)

Volume

heavy

(ml)

Massa light +

massa piknometer

(gram)

Massa heavy +

massa piknometer

(gram)

1 3271 1000 220 670 51,73 50,99

2 15826 1000 240 630 52,06 51,53

3 25270 1000 275 615 51,72 51,43

4 13236 1000 270 610 51,75 50,54

5 3740 990 390 545 50,84 50,80

Penentuan Densitas Light

1. Run 1 (N= 3271 rpm)

Densitas = [(Massa light + massapiknometer) - Massa Piknometer]

Volum santan dalam piknometer

= [51,73 gram – 29,81 gram]

22,345 ml

= 0,965 gram/ml

2. Run 2 (N=15826 rpm)


Volumsantandalampiknometer

= [52,06 gram - 29,81 gram]

22,345 ml

= 0,996 gram/ml

3. Run 3 (N= 25270 rpm)



= [51,72 gram – 29,81 gram]

22,345 ml

= 0,981 gram/ml

4. Run 4 (N= 13236 rpm)



= [51,75 gram – 29,81 gram]

22,345 ml

= 0,982 gram/ml

5. Run 5 (N= 3740 rpm)



= [50,84 gram – 29,81 gram]

22,345 ml

= 0,941 gram/ml

Penentuan Densitas Heavy

1. Run 1 (N= 3271 rpm)

Densitas = [(Massa heavy + massapiknometer) - Massa Piknometer]


= [51,99gram - 29,81 gram]

22,345 ml

= 0,993 gram/ml

2. Run 2 (N= 15826 rpm)



= [51,53gram - 29,81 gram]

22,345 ml

= 0,972 gram/ml

3. Run 3 (N= 25270 rpm)



= [51,43gram - 29,81 gram]

22,345 ml

= 0,968 gram/ml

4. Run 4 (N= 13236 rpm)



= [50,54 gram - 29,81 gram]

22,345 ml

= 0,928 gram/ml

5. Run 5 (N= 3740 rpm)



= [50,80 gram - 29,81 gram]

22,345 ml

= 0,939 gram/ml

Tabel densitas heavy dan light liquid :

N

(rpm)

ρ light

(gram/ml)

ρ heavy

(gram/ml)

3271 0,965 0,993

15826 0,966 0,972

25270 0,981 0,968

13236 0,982 0,928

3740 0,941 0,939

Kurva N vs Light dan Kurva N vs Heavy

Gambar 1. Kurva N vs Light

Gambar 2. Kurva N vs Heavy

0,9350,94

0,9450,95

0,9550,96

0,9650,97

0,9750,98

0,9850,99

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

Dens

itas (

gram

/ml)

N (Rpm)

Kurva N vs Light

0,92

0,93

0,94

0,95

0,96

0,97

0,98

0,99

1

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

Dens

itas (

gram

/ml)

N (Rpm)

Kurva N vs Heavy

Penentuan Gaya Sentrifugal Light

Rumus :

Dimana r = 0,046 m

1. Run 1

r = 0,046 m

N= 3271 rpm

ρ = 0,965 gram/ml

V = 220 ml

FS = ρ V r (2N/60)2

= (0,965) (220) (0,046) (2x3,14x3271/60)2

= 1144684,233 gr/m.s2

= 1144,68 kg/m.s2

= 1144,68 N

2. Run 2

r = 0,046 m

N= 15826 rpm

ρ = 0,966 gram/ml

V = 240 ml

FS = ρ V r (2N/60)2

= (0,966) (240) (0,046) (2x3,14x15826/60)2

= 29262087,82 gr/m.s2

= 29262,09 kg/m.s2

= 29262,09 N

3. Run 3

r = 0,046 m

N= 25270 rpm

ρ = 0,981 gram/ml

V = 275 ml

FS = ρ V r (2N/60)2

FS = ρ V r (2N/60)2

= (0,981) (275) (0,046) (2x3,14x25270/60)2

= 86813407,59 gr/m.s2

= 86813,41 kg/m.s2

= 86813,41 N

4. Run 4

r = 0,046 m

N= 13236 rpm

ρ = 0,982 gram/ml

V = 270 ml

FS = ρ V r (2N/60)2

= (0,982) (270) (0,046) (2x3,14x13236/60)2

= 23407950,33 gr/m.s2

= 23407 kg/m.s2

= 23407 N

5. Run 5

r = 0,046 m

N= 3740 rpm

ρ = 0,941 gram/ml

V = 390 ml

FS = ρ V r (2N/60)2

= (0,941) (390) (0,046) (2x3,14x3740/60)2

= 2586854 gr/m.s2

= 2586,85 kg/m.s2

= 2586,85 N

Penentuan Gaya Sentrifugal Heavy

Rumus :

Dimana r = 0,046 m

1. Run 1

r = 0,046 m

N= 3271 rpm

ρ = 0,993 gram/ml

V = 670 ml

FS = ρ V r (2N/60)2

= (0,993) (670) (0,046) (2x3,14x3271/60)2

= 3587234,418 gr/m.s2

= 3587,23 kg/m.s2

= 3587,23 N

2. Run 2

r = 0,046 m

N= 15826 rpm

ρ = 0,972 gram/ml

V = 630 ml

FS = ρ V r (2N/60)2

= (0,972) (630) (0,046) (2x3,14x15826/60)2

= 77290079,77 gr/m.s2

= 77290,08 kg/m.s2

= 77290,08 N

3. Run 3

r = 0,046 m

N= 25270 rpm

ρ = 0,968 gram/ml

V= 615 ml

FS = ρ V r (2N/60)2

FS = ρ V r (2N/60)2

= (0,968) (615) (0,046) (2x3,14x25270/60)2

= 191573562,4 gr/m.s2

= 191573,56 kg/m.s2

= 191573,56 N

4. Run 4

r = 0,046 m

N= 13236 rpm

ρ = 0,928 gram/ml

V = 610 ml

FS = ρ V r (2N/60)2

= (0,928) (610) (0,046) (2x3,14x13236/60)2

= 49976512,5 gr/m.s2

= 49976,51 kg/m.s2

= 49976,51 N

5. Run 4

r = 0,046 m

N= 3740 rpm

ρ = 0,939 gram/ml

V = 545 ml

FS = ρ V r (2N/60)2

= (0,939) (545) (0,046) (2x3,14x3740/60)2

= 3607280,53 gr/m.s2

= 3607,28 kg/m.s2

= 3607,28 N

N

(Rpm)

Fs light

(Newton)

Fs heavy

(Newton)

ρ light

(gram/ml)

ρ heavy

(gram/ml)

3271 1144,68 3587,23 0,965 0,993

15826 29262,09 77290,08 0,966 0,972

25270 86813,41 191573,56 0,981 0,968

13236 23407,00 49976,51 0,982 0,928

3740 2586,85 3607,28 0,941 0,939

0,98

0,985

0,99

0,995

1

1,005

0 40000000 80000000

Dens

itas (

g/cm

3)

Fs (Newton)

kurva Fs terhadap Densitas Light

0100200300400500600

0 20000000 40000000 60000000 80000000 10000000

Volu

me

light

(mL)

Fs(Newton)

Kurva Fs terhadap Volume Light

Heavy

Run ρ V r 2phi N Fs

run 1 1.004 700 0.046 6.28 8748 27103409

run 2 1.004 725 0.046 6.28 11915 52075618

run 3 1.005 620 0.046 6.28 14481 65846012

run 4 1.002 605 0.046 6.28 17035 88650663

run 5 1.002 360 0.046 6.28 19288 67626862

11,0011,0021,0031,0041,0051,006

0 20000000 40000000 60000000 80000000 10000000

Dens

itas (

g/cm

3)

Fs (newton)

kurva Fs terhadap Densitas heavy

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 20000000 40000000 60000000 80000000 10000000

Volu

me

Heav

y (m

L)

Fs (Newton)

Kurva Fs terhadap volume heavy

BAB V

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

5.1 PEMBAHASAN

Dengan Metoda Sentrifugasi merupakan salah satu cara untuk memisahkan campuran

cair-cair yang memiliki massa jenis yang berbeda secara pengendapan dan penyaringan

dengan gaya sentrifugal sebagai gaya dorong. Dalam hal ini, proses sentrifugasi dilakukan

untuk memisahkan santan dari air pelarut sehingga santan tersebut memiliki kemurnian

cukup tinggi. Santan merupakan suspensi yang mengandung air dan minyak dengan

perbandingan tertentu. Biasanya santan lebih banyak mengandung air dan sedikit minyak.

Hal ini dapat dibuktikan dari percobaan yaitu dimana telah diperoleh massa jenis santan awal

yaitu sekitar 0,903 gr/ml, hampir mendekati massa jenis air 1 gr/ml.

Pada percobaan ini dilakukan sentrifugasi menggunakan centrifuge untuk

memisahkan cairan santan agar hasilnya lebih murni (tidak banyak mengandung air). Dari

hasil percobaan dapat dilihat data-data massa jenis santan dan gaya sentrifugal yang

diperlukan untuk mendorong cairan agar terpisah dengan volume santan yang sama pada

setiap run-nya yaitu 1 L. Kemudian hasil yang diperoleh dengan jumlah volume heavy liquid,

light liquid dan massa yang sedikit berbeda-beda ( pengukuran massa secara analitik ).

Metoda sentrifugasi dengan kecepatan putaran tertentu akan dihasilkan dua larutan

dengan massa jenis berbeda. Larutan atas adalah light liquid yaitu larutan dengan massa jenis

lebih kecil. Hal ini terlihat dari data dimana massa jenis light liquid lebih kecil dar massa

jenis heavy liquid di setiap percobaan atau run-nya . Light liquid inilah yang merupakan

santan dengan konsentrasi lebih tinggi dari santan awal. Karena selain terlihat dari sifat

fisiknya yaitu warna larutan lebih putih kesusuan, juga terlihat dari massa jenis yang lebih

kecil menunjukan bahwa kandungan air pelarutnya sudah menurun dari kandungan air pada

larutan santan awal. Larutan bawah disebut heavy liquid yaitu larutan dengan massa jenis

cukup besar. Dari data terlihat bahwa massa jenis larutan ini mendekati 1 gr/ml karena

konsentrasi santan yang encer dan terlihat juga secara fisik dimana warna larutan ini

berwarna bening keruh, berarti secara keseluruhan larutan ini banyak mengandung air.

Keruhnya larutan Heavy liquid ini disebabkan oleh bekas atau sisa larutan santan yang

terbawa.

Sentrifugasi dilakukan 5x run, dimana 4x run menggunakan larutan santan dan 1x run

menggunakan campuran Light liquid dari 4x percobaan tersebut. Kecepatan putaran pada

setiap putaran berbeda-beda karena kecepatan putarannya tidak dapat ditentukan sehingga

praktikan hanya mengukur kecapatan putar alat menggunakan Tachometer. Dari perbedaan

tersebut praktikan bisa melihat bagaimana pengaruh putaran dari setiap percobaan yang

dilakukan.

Kecepatan mempunyai pengaruh pada gaya yang digunakan untuk memisahkan

cairan, yaitu gaya sebanding dengan kuadrat dari putaran seperti pada rumus perhitungan.

Pada masing-masing run juga dihasilkan volume dan massa yang tidak tetap. Untuk volume

heavy, volumenya terus meningkat sebanding dengan penambahan kecepatan putaran

sentrifuge. Sedangkan untuk volume light, volumenya menurun terus sebanding dengan

bertambahnya kecepatan putaran sentrifuge. Hal ini menunjukan dengan putaran yang

semakin cepat dapat menghasilkan santan yang lebih murni tetapi energi yang dibutuhkannya

juga akan lebih besar.

5.2 KESIMPULAN

Dari percobaan didapatkan:

Sentrifuge cukup efektif digunakan untuk memisahkan suatu larutan dari suatu

suspensi cairan yang memiliki massa jenis berbeda.

Pada setiap kecepatan tertentu dapat menghasilkan light liquid dan heavy liquid

dengan perbandingan volume tertentu, dimana volume heavy liquid yang dihasilkan

akan terus meningkat sebanding dengan penambahan kecepatan putaran sedangkan

volume light liquid akan berkurang jika kecepatan putaran ditambah.

Light liquid akan lebih murni daripada Heavy liquid karena massa jenis Heavy liquid

mendekati massa jenis air sedangkan berbeda dengan Light liquid yang massa

jenisnya jauh dari massa jenis air.

Kecepatan putaran akan berpengaruh kepada produk yang akan dihasilkan.

DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet Praktikum Satuan Operasi. 2004. Pemisahan Sentrifugasi . Jurusan Teknik Kimia

Politeknik Negeri Bandung.

sentrifugasi

Documents