FILTER PRESS
I.
Tujuan
·
Dapat memahami
mekanisme proses filtrasi
·
Dapat mengoperasikan
alat filter press
·
Dapat menyelesaikan
problem yang berhubungan dengan filtrasi
II.
Alat
dan Bahan yang digunakan
2.1.Alat
yang digunakan :
·
Pompa 1
buah
·
Ember ukuran 20 liter 1 buah
·
Neraca teknis 1 buah
·
Stop watch 1 buah
2.2.Bahan
yang digunakan :
·
Kapur padat
·
Air bersih
III.
Dasar
Teori
Untuk
memisahkan partikel padat dari suatu larutan suspense atau slurry dapat
dilakukan dengan cara filtrasi, diantaranya dengan menggunakan filter press.
Filter press terdiri dari seperangkat pinggan atau lempeng (plate) yang
dirancang untuk memberikan sederetan ruang dimana zat padat dapat ditahan. Lempeng
(plate) itu ditutup dengan medium filter atau kanvas. Slurry umpan masuk ke
dalam masing-masing komponen tersebut menggunakan tekanan, cairannya lewat
melalui kanvas dan keluar melalui pipa pengeluaran dan meninggalkan zat padat
basah di dalam ruang itu. Pinggan yang digunakan berbentuk plate dan frame
(pinggan dan bingkai). Pinggan disusun silih berganti, diletakkan secara
vertical pada rak logam dan kain dipasang menutupi setiap bingkai dan
dirapatkan dengan bantuan skrup atau ram hidrolik. Slurry mengalir melalui
saluran yang terpasang memanjang sepanjang pada salah satu sudut rakitan, dan
dari bidang ini melalui saluran tambahan mengalir ke dalam masing-masing
bingkai. Disini zat padat itu dapat ditahan pada permukaan plate, filtratnya
akan menembus kain filter melalui alur pada muka pinggan, sampai keluar dari
filter press. Slurry umpan dipompakan dari tangki pada tekanan 3-10 atm.
Operasi filtrasi berlangsung hingga tidak ada lagi zat cair yang keluar dan
tekanan filtrasi akan naik dengan tajam. Hal ini dapat terjadi bla bingkai
sudah penuh dengan zat padat sehingga slurry tidak dapat lewat lagi. Proses
selanjutnya adalah pencucian dengan cara mengalirkan cairan pencuci untuk
membersihkan zat padat agar hasil yang didapat lebih murni.
Persamaan Umum Filtrasi
Laju alir filtrate dapat ditentukan dari persamaan
dasar :
=
……………………………………………………..(1)
Dimana :
A = Luas area
dari zat padat yang tertahan (cake)
P =
Perbedaan tekanan sepanjang cake
L = Tebal
cake
μ =
Viskositas fluida
r = Tahanan
jenis (spesifik Kristal) dari fluida
selama proses berlangsung tebal cake akan bertambah
dan laju filtrasi akan menurun, atau dapat juga dikatakan pertambahan volume
cake sebanding dengan pertambahan volume filtrate.
LA = v atau
………………………………… (2)
LA = kv ………………………………….(3)
Dimana : k = konstanta pembanding
v =
volume filltrat
sehingga,
…………………………………. (4)
Substitusi harga L pada persamaan (1) didapat
=
……………………………………………….(5)
Pada saat T=0, maka v=0 sehingga integral persamaan (5) adalah
vdv =
v2 =
………………………………………………..(6)
Persamaan diatas mengasumsikan bahwa resistensi terhadap aliran
adalah hanya disebabkan oleh lapisan homogeny dari cake dengan tebal. Dalam
praktek resistensi terhadap aliran dapat disebabkan oleh lapisan homogen cake
itu sendiri dan kain atau kertas saringnya, sehingga didapat persamaan yang
baru :
……………………………………………..(7)
ubstitusikan dengan cara diatas
didapatkan :
……………………………………………(8)
………………………………...(9)
disusun kembali didapat
……………………………………....(10)
Plot
vs
v didapat slope
,
intercept
Nilai r didapat dari slope dan L*
dari intercept.
IV.
Langkah
Kerja
-
Pembuatan larutan umpan
a. Memasukkan
120 liter larutan suspensi kapur 5% berat ke dalam tangki berpengaduk.
b. Menghidupkan
motor pengaduk.
- Persiapan Alat
a. Memasangkan
filter ke frame dari alat.
b. Merapatkan
skrup dengan putaran manual.
c. Memeriksa
penyambungan pipa-pipa, tangki, pompa unit alat dan unit buangan.
- Pelaksanaan Praktikum
a. Menghidupkan
motor pompa.
b. Mengatur
aliran masuk pada tekanan 3 bar.
c. Mencatat
waktu setiap satu liter (dan kelipatannya) filtrat yang didapat.
d. Menghentikan
proses setelah 1 jam.
e. Buka
plate and frame.
f. Mengambil
kain filter dengan hati-hati, mengukur tebal, panjang dan lebar cake sebelum
dikeringkan.
g. Mengulangi
percobaan untuk tekanan 2 bar dan 1 bar.
V.
Keselamatan
Kerja
1. Jangan
memasukkan tangan ke dalam tangki motor pengaduk sedang dioperasikan.
2. Menghindarkan
mata dari percikan larutan dalam tangki ketika pengadukan sedang berlangsung.
3. Menggunakan
sarung tangan dan pakaian bengkel pada saat praktikum.
VI.
Data
Pengamatan
Volume
air: 175 liter = 0,175 meter3
Massa
CaCO3 = 3,5 kg
Tebal
cake = 1,5 cm
Luas
frame = 1,369 x 10-3 m3
Tekanan
= 3 bar = 3 x 105 kg/ms2
|
Sampel
|
Densitas
(gr/ml)
|
Viskositas
|
Kekeruhan
|
Suhu
|
|
Umpan
1
2
3
4
5
|
1,1222
1,0644
1,0526
1,0534
1,0553
1,0537
|
0,83
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
|
26,4
4,46
3,41
2,97
7,19
6,65
|
25
25
25
25
25
25
|
Tabel
data perubahan
|
Volume
( x 10-3m3)
|
t
(sekon)
|
t/v
|
|
0
10
15
20
25
30
|
0
36
52
75
105
134
|
0
3600
3466,67
3750
4200
4466,67
|
Grafik t/V vs V
VII.
Perhitungan
A. Menghitung
konsentrasi slurry
Konsentrasi
CaCO3 = m. CaCO3
Vol air
Cs = 3,5
kg
0,175 m3
= 20 kg/m3
B. Menghitung
tahanan spesifik cake (α)
Slope
= Kp = ϰ. α.Cs
ə.A2.DP
10,213 = 0,01 kg/s . α . 20 kg/m3
ə ( 1,369 x 10-3 m3)2
. ( 3 x 105 kg/ms2)
α = 57,4224 m/kg
C. Menghitung
tahanan cake (Rc)
Rc
= α.Cs.V V = A x t
A = 1,369 x 10-3m2
x 0,015 m
= 2,0535 x 10-5m3
Rc
= 57,4224 m/kg . 20 kg/m3 . 2,0535 x 10-5m3
1,369 x 10-3m2
Rc
= 17,2267/m
D. Menghitung
tahanan medium filter
Intercept
= ϰ . Rm
A . DP
3075,6 = 0,01 kg/s Rm
= 1,369 x 10-3m2. 3 x 105 kg/ms2
Rm
= 1,2631 x 108 / m
E. Menghitung
laju filtrasi
dV = A . DP
dt ( Rc + Rm ) ϰ
=
1,369 x 10-3m2. 3 x 105 kg/ms2
(17,2267/m + 1,2631 x 108 / m ) 0,01 kg/s
=
410,7 kgm/s2
1,2631 x 106 kg/ms
=
3,25 x 10-4m3/s
F. Menghitung
waktu filtrasi
t
= Kp V2 + BV
2
= 10,213 s/m6 ( 2,0535 x 10-5m3 )2
+ 3075,6 s/m3 ( 2,0535 x 10-5m3 )
2
= 2,1533 x 10-9 s + 0,0632 s
= 0,0632 s
G. Menghitung
densitas
Berat
piknometer kosong = 49,89 gram
Berat
piknometer + aquadest = 148,66 gram
Berat
aquadest = 99,77
gram
r
aquadest = 1
gr/ml
Volume
aquadest = Volume piknometer =
Berat aquadest
r
aquadest
=
99,77 gram
1 gr/ml
=
99,77 gram
- Larutan
awal (umpan)
Berat
piknometer + sampel = 161,85
gram
Berat
sampel =
111, 96 gram
r
sampel = 111, 96 gram = 1,1222gr/ml
99,77 gram
- Larutan
sampel 1
Berat
piknometer + sampel = 156,09
gram
Berat
sampel =
106,2 gram
r
sampel = 106,2 gram = 1,0644 gr/ml
99,77 gram
- Larutan
sampel 2
Berat
piknometer + sampel = 154,91
gram
Berat
sampel =
105,02 gram
r
sampel = 105,02gram = 1,0526gr/ml
99,77 gram
- Larutan
sampel 3
Berat
piknometer + sampel = 154,99
gram
Berat
sampel =
105,1 gram
r
sampel = 105,1gram = 1,0534 gr/ml
99,77 gram
- Larutan
sampel 4
Berat
piknometer + sampel = 155,18
gram
Berat
sampel =
105,29 gram
r
sampel = 105,29gram = 1,0553 gr/ml
99,77 gram
- Larutan
sampel 5
Berat
piknometer + sampel = 155,02
gram
Berat
sampel =
105,13 gram
r
sampel = 105,13gram = 1,0537 gr/ml
99,77 gram
VIII.
Analisa
Pengamatan
Pada percobaan ini
dapat dianalisa untuk memisahkan partikel padat dari suatu larutan suspense
atau slurry dapat dilakukan dengan cara filtrasi, diantaranya dengan
menggunakan filter press. Alat filter press ini sendiri terdiri dari
seperangkat pinggan atau lempeng (plate) yang dirancang untuk memberikan
sederetan ruang dimana zat padat dapat ditahan.
Bahan yang digunakan pada percobaan
kali ini yaitu kapur padat yang dicampur air ke dalam tangki berpengaduk.
Tangki berpengaduk ini telah disambungkan dengan pompa dan juga alat filter
press.
Lempeng (plate) pada alat filter
press harus ditutup dengan medium filter atau kanvas. Slurry umpan masuk ke
dalam masing-masing komponen tersebut menggunakan tekanan, cairannya lewat
melalui kanvas dan keluar melalui pipa pengeluaran dan meninggalkan zat padat
basah di dalam ruang itu.
Pinggan pada alat filter press
berbentuk plate and frame yang disusun silih berganti dan dipasang kain untuk
menutupi setiap bingkai dan kemudian dirapatkan dengan bantuan skrup atau ram
hidrolik.
Slurry yang mengalir pada alat filter
press akan mengalir ke dalam masing-masing bingkai. Dan disinilah zat padat
kapur dapat ditahan pada permukaan plate, filtratnya akan menembus kain filter
melalui alur pada muka pinggan dan kemudian keluar dari alat filter press. Pada
setiap 1 liter keluaran dari alat filter press ini akan diukur waktunya.
Setelah percobaan selesai, kami
membuka alat filter press dan mengukur ketebalan padatan yang melekat pada
permukaan kanvas.
IX.
Kesimpulan
Dari
percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
·
Pemisahan partikel
padat dari suatu larutan suspense atau slurry dapat dlakukan dengan cara
filtrasi, diantaranya dengan menggunakan alat filter press.
·
Filter press bekerja
dengan memanfaatkan tekanan
·
Semakin lama waktu
penyaringan maka semakin tebal endapan dan menyebabkan semakin jernih filtrate yang
dihasilkan.
Daftar
Pustaka
Yuliati,
Selastia. 2015. Penuntun Praktikum Satuan
Operasi 2. Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya
Gambar alat
Seperangkat
alat filter press
Gelas kimia Neraca Analitik
Piknometer
Tidak ada komentar:
Posting Komentar