BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang 1.2Tujuan Percobaan Adapun tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut : 1. Menghitung harga dari : Tahanan medium filter (R m ) Tahanan padatan tersaring (R c ) Tahanan padatan tersaring spesifik (α) Konstanta tahanan padatan (α o ) Koefisien kompresibilitas (S) 2. Memahami cara pemisahan zat padat dari pelarutnya dengan menggunakan proses filtrasi (filter press). 3. Mendapatkan filtrat jernih bebas padatan atau padatan tersaring bebas pelarut.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut :
1. Menghitung harga dari :
Tahanan medium filter (Rm)
Tahanan padatan tersaring (Rc)
Tahanan padatan tersaring spesifik (α)
Konstanta tahanan padatan (αo)
Koefisien kompresibilitas (S)
2. Memahami cara pemisahan zat padat dari pelarutnya dengan
menggunakan proses filtrasi (filter press).
3. Mendapatkan filtrat jernih bebas padatan atau padatan tersaring bebas
pelarut.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Filtrasi
Filtrasi adalah contoh khusus mengenai aliran melalui media berpori,
khususnya kasus di mana tahanan terhadap aliran konstan. Dalam filtrasi,
tahanan aliran meningkatsesuai dengan waktu, sesuai dengan pembentukan
cake di atas medium filter atau filter aid. Besaran-besaran utama yang
penting adalah laju aliran melalui filter dan penurunan tekanan melintasi unit
tersebut. Dengan berjalannya waktu selama filtrasi, laju aliran akan
berkurang atau penurunan tekanan akan meningkat. Pada proses filtrasi
tekanan tetap, penurunan tekanan dibuat konstan dan laju aliran dibiarkan
menurun sesuai waktu.
Filtrasi juga merupakan salah satu cara untuk memisahkan partikel padat
dari cairan dengan menggunakan medium filter yang dapat menahan padatan
tetapi, meloloskan cairan. Pemisahan secara filtrasi dilakukan pada
campuran suspensi. Pada percobaan filtrasi ini, dimana larutan suspensi kita
alirkan melalui saluran pori – pori di mana ketika larutan tersebut mulai
melewati medium filter, maka padatan akan tertahan pada medium filter
tersebut yang kita kenal dengan cake sedangkan untuk yang lolos yang kita
tampung dalam selang waktu tertentu yang kita sebut sebagai filtrat. Cake
dan volume filtrat yang kita tampung (pada operasi beda tekanan konstan)
merupakan tujuan dari percobaan, sedangkan untuk operasi pada laju alir
konstan selain cake dan filtrat yang menjadi tujuan percobaan kita ukur
perubahan tekanan yang terjadi.
Hukum Darcy
Hukum Darcy menghubungkan laju partikel padatan melalui lapisan
berpori dengan pressure drop yang menyebabkan aliran tersebut.
v= k .∆ Pμ . L
(1)
dimana:
v = laju alir padatan dalam campuran cairannya
k = konstanta proporsionalitas yang umum disebut konstanta permeabilitas
Darcy
ΔP = pressure drop pada melalui kedua tebal pelat
L = ketebalan pelat
μ = viskositas cairan
Analogi dengan Hukum Ohm, laju alir akan berbanding lurus dengan
diriving force verupa potensial ΔP pressure drop, dan berbanding terbalik
dengan penghambat alirannnya (L/k).
Namun, Hukum Darcy untuk filtrasi hanya berlaku pada kondisi:
v= dv ρμ (1−ε)
<5 (2)
dimana:
d = ukuran partikel yang diasumsikan sama dengan diameter pori yang
menahan filter cake.
ρ = densitas cairan.
ε = fraksi kosong pada cake
2.2 Filtrasi Cake
Medium filter pada filtrasi cake relatif tipis dibandingkan dengan filter
klarifikasi. Pada awal filtrasi sebagian partikel padat masuk ke dalam pori
medium dan tidak dapat bergerak lagi, tetapi segera setelah itu bahan
terkumpul lagi pada permukaan septum/ medium penyaringnya. Setelah tahap
awal yang berlangsung beberapa menit tersebut zat padat cake tersebut
berfungsi sebagai medium filtrasi, bukan septum lagi. Cake tersebut
terakumulasi sampai ketebalan tertentu pada permukaan dan sewaktuwaktu
harus dibersihkan. Filter cake biasanya bekerja dengan tekanan lebih tinggi
dari tekanan atmosfer pada bagian hulu atau vakum pada sisi hilir. Filter ini
dapat beroperasi kontinu dapat pula secara batch. Namun karena sulitnya
mengeluarkan zat padat melawan tekanan positif , umumnya filter
diopersikan secara batch.
2.2.1 Medium Filter
Yaitu suatu media berpori yang mampu menahan partikel padat dan
meloloskan cairan sebagai filtrat yang jernih. Medium filter biasanya berupa
tenunan dari macam - macam bahan seperti : nilon, sutra atau serat sintetis.
Pemilihan medium filter sangat penting,karena akan menentukan kelancaran
operasi.
Faktor – faktor utama yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan
medium filter jika filtrat merupakan tujuan operasi adalah :
a) Tahanan medium terhadap aliran fluida harus kecil.
b) Tidak larut dan tidak bereaksi dengan bahan - bahan yang ada dalam
cairan induk.
c) Cukup kuat menahan tekanan yang terjadi selama operasi.
Jika padatan tersaring merupakan tujuan operasi, maka faktor – faktor
utama yang perlu diperhatikan dalam pemilihan medium filter adalah :
a) Kemudahan mengambil padatan tersaring dari medium filter.
b) Pori - pori medium filter tidak mudah terisi dan tersumbat oleh padatan
tersaring.
Dalam industri medium filter yang banyak dipakai adalah kain kanvas.
Masing-masing jenis kanvas dengan ketebalan dan pola anyaman tertentu
juga memiliki kegunaan tertentu. Untuk zat cair yang bersifat korosi
digunakan medium filter seperti kain wol, tenunan logam monel atau baja
tahan karat, tenunan gelas, atau kertas. Kain sintesis seperti nilon,
polipropilena, dacron juga tahan secara kimia.
2.2.2 Bahan Aditif untuk Proses Filtrasi
Zat padat yang lembek atau sangat halus, yang membentuk cake yang
rapat dan impermeabel akan segera menyumbat medium filtrasi yang cukup
halus untuk menahannya. Untuk menyaring bahan padat seperti itu porositas
cake harus ditingkatkan agar cairan tersebut dapat lewat dengan laju yang
cukup. Hal ini dilakukan dengan menambah bahan aditif filtrasi (filter aid)
seeprti tanah diatom, silika, perlit, selulosa kayu yang dimurnikan, atau
bahan-bahan padat lain yang tidak bereaksi.
Penambahan itu dilakukan terhadap slurry umpan sebelum dilakukan
filtrasi. Dalam filter batch lapisan filter aid biasanya tipis, sedangkan pada
filter kontinu lapisan ini biasanya tebal dan bagian atasnya terkikis bersama
zat padat yang tertahan filter oleh pisau kikis, sehingga menghasilkan
permukaan filtrasi yang baru. Penggunaan lapisan pendahuluan ini biasanya
dapat mencegah tersumbatnya medium filter sehingga dihasilkan filtrat yang
jernih.
2.2.3 Filter Batch Berdasarkan Tekanan
Filter tekanan dapat memberikan perbedaan tekanan yang cukup besar
melintas septum sehingga menghasilkan filtrasi yang cukup cepat dengan zat
cair viskos atau zat padat halus. Filter tekanan yang umum adalah filter press
dan shell-and-leaf filter.
2.3 Filter Aid
Pada beberapa operasi filtrasi kadang - kadang diperoleh padatan
tersaring sangat halus, sehingga masuk ke dalam pori - pori medium filter.
Akibatnya medium filter menjadi cepat tersumbat, laju filtrasi turun dan
banyak filtrat yang hilang karena tertahan pada padatan yang halus tersebut.
Hal ini dapat dicegah dengan cara penggunaan filter aid (bahan bantu
filtrasi), karena filter aid akan membentuk lapisan di atas medium filter
dengan sifat pori yang baik.
Filter aid digunakan bila padatan tersaring mudah dipisahkan dari filter
aid atau padatan tersaring bukan merupakan hasil yang diinginkan.
Penggunaan filter aid akan mempertahankan laju filtrasi tinggi dan
memperbaiki sifat padatan tersaring, misalnya kemudahan pencucian dan
pengambilannya.
Pemakaian filter aid dapat dilakukan dengan dua cara:
a) Filter aid dilapiskan terlebih dahulu pada medium filter (“precoat”),
kemudian baru operasi filtrasi dilakukan terhadap bubur padatan
(“slurry”). Lapisan filter aid tersebut berfungsi untuk menahan partikel -
partikel padatan tersaring.
b) Filter aid dalam jumlah tertentu ditambahkan ke dalam bubur sebelum
operasi filtrasi di mulai. Penambahan filter aid akan membesarkan
porositas dari bubur, menurukan kompresibilitas dan tahanan aliran
padatan tersaring.
Bahan - bahan yang sering digunakan filter aid dalam tanah
diatomea/kieselguhr, serat asbes, karbon, magnesia, gipsum dan lain – lain.