Filtrasi dengan Filter Testing Unit 1 I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Operasi filtrasi adalah operasi yang bertujuan memisahkan padatan dari cairan dalam campuran padat-cair (slurry) dengan cara melewatkan umpan slurry ke dalam media filter. Daya dorong (driving force) pada proses filtrasi adalah beda tekanan umpan slurry masuk dan tekanan filtrat keluar media filter (-P). Slurry akan dipisahkan menjadi padatan (cake) yang menempel pada media filter dan cairan (filtrate) keluar dari media filter. Untuk proses filtrasi dari slurry yang banyak mengandung air, proses filtrasi ini bertujuan untuk mengurangi kadar air (dewatering). Proses filtrasi dilakukan apabila proses pemisahan campuran padatan-cairan tidak dapat dilakukan dengan proses sedimentasi gravitasi atau kecepatan pengendapan partikel padatnya lambat. Operasi filtrasi termasuk salah satu dari proses klasifikasi pemisahan secara fisik-mekanik (classification of mechanical-physical separation process). Dalam operasi filtrasi menggunakan Filter Testing Unit dilakukan secara batch pada tekanan konstan dengan metode vakum. Aplikasi proses filtrasi secara komersial di industri, digunakan secara luas pada pabrik bahan makanan, obat-obatatan, kertas dan pengolahan limbah industri. Dalam pengolahan limbah industri digunakan untuk mengurangi kadar air, sehingga diperoleh produk cairan jernih dan padatan, selanjutnya produk padatan dikeringkan.
Operasi filtrasi adalah operasi yang bertujuan memisahkan padatan dari cairan dalam campuran padat-cair (slurry) dengan cara melewatkan umpan slurry ke dalam media filter. dengan tujuan 1. Menghitung tahanan spesifik ampas ( α ) 2. Menghitung tahanan amapas ( Rc ) 3. Menghitung tahanan filter medium ( Rm ) 4. Menghitung laju filtrasi filtrate ( dV/dt ) 5. Menghitung waktu filtrasi selama 1 siklus ( t )
Welcome message from author
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
Filtrasi dengan Filter Testing Unit1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Operasi filtrasi adalah operasi yang bertujuan memisahkan padatan dari cairan dalam
campuran padat-cair (slurry) dengan cara melewatkan umpan slurry ke dalam media filter.
Daya dorong (driving force) pada proses filtrasi adalah beda tekanan umpan slurry masuk dan
tekanan filtrat keluar media filter (-𝜟P). Slurry akan dipisahkan menjadi padatan (cake) yang
menempel pada media filter dan cairan (filtrate) keluar dari media filter.
Untuk proses filtrasi dari slurry yang banyak mengandung air, proses filtrasi ini bertujuan untuk
mengurangi kadar air (dewatering). Proses filtrasi dilakukan apabila proses pemisahan
campuran padatan-cairan tidak dapat dilakukan dengan proses sedimentasi gravitasi atau
kecepatan pengendapan partikel padatnya lambat. Operasi filtrasi termasuk salah satu dari proses
klasifikasi pemisahan secara fisik-mekanik (classification of mechanical-physical separation
process).
Dalam operasi filtrasi menggunakan Filter Testing Unit dilakukan secara batch pada tekanan
konstan dengan metode vakum. Aplikasi proses filtrasi secara komersial di industri, digunakan
secara luas pada pabrik bahan makanan, obat-obatatan, kertas dan pengolahan limbah industri.
Dalam pengolahan limbah industri digunakan untuk mengurangi kadar air, sehingga diperoleh
produk cairan jernih dan padatan, selanjutnya produk padatan dikeringkan.
1.2 Tujuan Percobaan
1. Menghitung tahanan spesifik ampas ( α )
2. Menghitung tahanan amapas ( Rc )
3. Menghitung tahanan filter medium ( Rm )
4. Menghitung laju filtrasi filtrate ( dV/dt )
5. Menghitung waktu filtrasi selama 1 siklus ( t )
Filtrasi dengan Filter Testing Unit2
II. LANDASAN TEORI
2.1 Filter Testing Unit
Salah satu peralatan filtrasi batch yang penting adalah Filter Testing Unit, yang
ditunjukkan oleh gambar 1, terdiri dari frame berisi filter media (filter cloth). Filter Testing
Unit bergantung pada luas filter dan tekanan vakum yang digunakan. Umpan slurry dipompa
dengan pompa peristaltik dan dialirkan melalui filter dalam tangki yang divakum pada bagian
filtrat keluar. Filtrat mengalir melewati media filter yang divakum dan padatan menempel pada
media filter. Satu siklus proses filtrasi sudah selesai, apabila pori-pori media filter pada frame
sudah penuh (tertutup) oleh padatan.
Gambar 1 : Proses filtrasi didalam Filter Testing Unit
Keterangan gambar :
1. Motor Pengaduk tangki Umpan Slurry
2. Tangki Umpan Slurry
3. Pompa Umpan Slurry
4. Frame dan Media Filter
5. Tutup Tangki untuk Filtrasi
6. Tangki untuk Filtrasi dan Penampung filtrat
7. Vacuum gage
Filtrasi dengan Filter Testing Unit3
2.2 Dasar Teori Proses Filtrasi Batch Pada Tekanan Konstan
dtdV
= μ α Cs
A2(−∆ P)V + μ Rm
A (−∆ P)=Kp+B(2-1)
Dimana : Kp dalam (s/m6) (SI) dan B dalam (s/m3) (SI)
Kp= μ α Cs
A2(−∆ P)(SI )(2-2)
B= μ RmA (−∆ P)
(SI )(2-3)
Grafik hubungan : dtdV
vsV
Slope=Kp
dtdV
( s
m3)
Intersep=B
Volume Filtrat Rata−Rata , V=
V 1+V 2
2(m3)
Filtrasi dengan Filter Testing Unit4
Gambar 2 : Grafik hubungan dt/dV panda filtrasi tekanan tetap
Untuk tekanan konstan, α konstan dan cakeyang tidak dapat dimampatkan (incompressible),
maka variabelnya hanya V dan t, sehingga integrasi :
∫0
t
dt=∫0
V
(Kp V +B ) d V (2-4)
t= Kp2
V 2+B V (2-5)
tV
=Kp2
V +B(2-6)
Grafik hubungan : tV
vs V
dtdV
( s
m3)
Slope=Kp
Intersep = B
Volume Filtrat ,V (m3)
Filtrasi dengan Filter Testing Unit5
Gambar 3 : Grafik hubungan t/V panda filtrasi tekanan tetap
Dimana V adalah volume filtrate (m3) selama waktu t (s)
Dari data percobaan dibuatgrafik dt/dV vs V (gambar 4), dimana dt/dV fungsi linier dari
Vatau, t/V vs V (gambar 5), dimana t/V fungsi linier dari V.
Tahanan spesifik ampas (α) dicari dari koefisien arah (slope) = Kp dan tahanan media filter
(Rm) dari intersep = B (gambar 4) atau,tahanan spesifik ampas (α) dicari dari koefisien arah
(slope) = Kp/2 dan tahanan filter medium (Rm) dari intersep = B (gambar 5).
Laju Filtrasi (dV/dt)
Variabel-variabel yang mempengaruhi laju filtrasi :
Beda tekanan aliran umpan masuk dan tekanan filtrate keluar filter (-∆P)
Viskositas cairan (μ)
Luas media filter/frame (A)
Tahanan cake (Rc) Dan tahanan medium filter(Rm)
Laju Fi ltrasi :dVdt
=A (−∆ P)
(Rc+Rm) μ(2-7)
Filtrasi dengan Filter Testing Unit6
III. PERCOBAAN
3.1 Susunan alat yang digunakan
Gambar 4 : Susunan alat yang digunakan
3.2 Alat bantu yang digunakan :
1. Kunci pas/shock
2. Stop Watch
3. Mistar/penggaris
3.3 Bahan yang digunakan :
1. Air (H2O) (1 m3)
2. Kapur (CaCO3) atau padatan lain (15 kg)
Filtrasi dengan Filter Testing Unit7
3.4 Prosedur Kerja
Filtrasi dengan Filter Testing Unit8
3.5 Keselamatan Kerja
Lepas tutup tangki filtrasi dengan membuka baut
penutup
Pasang media filter pada frame
Rapatkan sambungan tutup dan tangki
filtrasi dengan mengencangtkan
bautnya
Ukur diameter tangki, tinggi air dalam tangki, dan hitung volume air
dalam tangki slurry
Buat slurry (kapur dalam air) dalam
tangki slurry dengan konsentrasi 0,2 kg padatan/6 liter air
Hitung berat kapur yang dibutuhkan
Timbang kapur yang dibutuhkan
Masukan slurry yang dibutuhkan dalam
tangki slurry dan aduk dengan motor
pengaduk sampai homogen
Hidupkan pompa
Buka katup (valve) umpan slurry dengan bukaan tertentu dan katup produk filtrat
dengan bukaan penuh
Baca tekanan umpan slurry masuk dan
tekanan filtrat keluar pada Manometer
Vacuum Gauge
Catat volume filtrate dan waktu yang
dibutuhkan untuk menampung filtrate
Operasi filtrasi sudah selesai
Matikan pompa dan tutup katup
Lepas/bongkar filter dari frame dan cuci
filter
Ulangi prosedur diatas dengan operasi
tekanan yang berbeda.
Filtrasi dengan Filter Testing Unit9
1. Wajib pakai Jas Lab, sepatu tertutup, sarung tangan, dan masker
2. Pasang tutup tangki dengan papan
3. Pakai alat bantu pipa untuk merapatkan susunan plate and frame filter press
4. Hati-hati waktu merapatkan susunan plate and frame filter press