Filter Testing Unit

FILTER TESTING UNIT

I.

TUJUAN PERCOBAAN * Mengetahui prinsip kerja alat Filter Testing Unit * Melakukan proses filtrasi pada tekanan tetap dengan variasi tekanan yang berbeda * Menghitung koefisien tahanan cake dan tahanan medium filter

II.

ALAT YANG DIGUNAKAN * Kertas Filter

2 lembar

* Seperangkat alat Filter Testing Unit

1 set

* Pompa Vacum

1 buah

* Penggaris

1 buah

* Stopwatch

1 buah

* Ember Plastik

1 buah

III. BAHAN YANG DIGUNAKAN * 6 liter larutan suspense dengan konsentrasi CaCO3 3 % untuk satu run percobaan.

IV. DASAR TEORI Filtrasi merupakan salah satu metoda untuk memisahkan padatan dari suatu larutan suspense. Dalam hal ini larutan suspense dialirkan melalui medium filter (medium berpori) sehingga padatan akan tertahan pada permukaan filter sementara filtratnya akan mengalir melalui pori-pori medium filter. Tentu saja kualitas hasil filtrasi sangat bergantung pada pori-pori yang dipakai. Prinsip filtrasi yaitu sebagai berikut: a)

Pada awalnya suspense mengalir melalui membran filter, filtrat yang dihasilkan laju alir besar tapi kualitas filtrat tidak begitu jernih. Seiring dengan terbentuknya cake (padatan yang tertahan) maka laju filtrat makin menurun, tetapi kualitas filtrat semakin jernih. Hasil itu disebabkan cake yang digunakan berbentuk fungsi sebagai penyaring juga. Apabila lapisan cake yang terbentuk makin tebal mengakibatkan laju filtratnya makin kecil. Oleh karena itu, pada ketebalan tertentu harus dilakukan proses pencucian untuk menghilangkan cake.

b) Agar suspense bisa mengalir melalui medium filter, maka dibutuhkan perbedaan tekanan yang signifikan. Hal itu biasanya dilakukan dengan dua cara, yaitu: yang pertama suspense dipompa (sebelum medium filter tekanan lebih tinggi)/ cara kedua ruang filter divakum sehingga suspense ditarik menuju medium filter. Filter Testing Unit adalah metode filtrasi yang menggunakan metode kedua, metoda ini digunakan untuk kapasitas kecil mirip penyaringan dengan corong Buchner yang dihubungkan dengan waterjet untuk pemvakuman. Dari dua prinsip filtrasi di atas maka dalam percobaan Filter Testing Unti akan menghitung harga tahanan cake dan tahanan medium filter dari variasi tekanan yang berbeda. Persamaan yang digunakan pada tekanan tetap: =

+

Rm ............................................................................. (1)

Dimana: dan Persamaan tersebut kemudian diintegralkan menjadi: ∫

=∫

............................................................. (2)

Persamaan tersebut kemudian diintegralkan menjadi: t= =

............................................................................... (3)

Persamaan 3 disederhanakan menjadi: =

............................................................................................... (4)

Dimana: dan Keterangan: t

= waktu filtrasi (s)

v

= volume filtrat yang dihasilkan saat t (m3) = koefisien tahanan cake (m/kg)

Rm = koefisien medium filter (m-1) = viscositas filtrat (Pa s atau kg/ms) A

= luas total medium (m2) = perbedaan tekanan (N/m2 atau kg/me) = konsentrasi slurry (kg/m3)

V.

PROSEDUR KERJA 1. Memasangkan dua lembar kertas filter di atas alat filter glass (support), kemudian meletakkan pada peralatan Filter Testing Unit. 2. Merapatkan skrup dengan pemutaran manual, memeriksa sambungan gasket, tangki pengaduk, pompa peristaltik dan unit penampung. Memastikan tidak ada kebocoran. 3. Mengatur tekanan vakum yang dikehendaki. 4. Menghidupkan pompa peristaltik. 5. Mencatat waktu untuk setiap 0,5 liter (dan kelipatannya) filtrat yang diperoleh. 6. Menghentikan proses filtrasi setelah jumlah filtrat total mencapai 6 liter. 7. Membuka filter yang dipasang, membersihkan cake (padatan yang tertahan). 8. Mengambil filter dengan hati-hati, mengukur luas cake yang diperoleh. 9. Membersihkan peralatan yang sudah digunakan.

VI. DATA PENGAMATAN Volume (liter)

Waktu (menit)

Tekanan (- P)

1

14

0,04

2

26

0,03

3

39

0,039

4

54

0,039

5

69

0,039

6

82

0,039

Berat kapur (CaCO3)

= 180 gr

Berat cake yang terbentuk

= 270 gr

VII. PERHITUNGAN Diketahui :

= 0,01 kg/ms (-

= 0,04 bar = 0,04 x 105 N/m2 = 4 x 103 N/m3

D = 20 cm 10 cm = 0,1 m A

=

2

= 3,14 x (0,1)2 m2 = 0,0314 m2

= 996,9 kg/m3 = 6 liter = 6 dm3 = 6 x 10-3 m3 =

x = 270 gr

= 996,9 kg/m3 x 6 x 10-3 m3 = 5,9814 kg = 5981,4 gram

Kp = 2 x slope = 2 x 0,035 = 0,07 = intersep = 13,37

Konsentrasi slurry dalam umpan (Cx) =

=

Konsentrasi slurry dalam filter

=

=

= 0,0451

=

= 49,4177

= = = = 0,5586 m/kg

Rm =

=

= 167927,2 m-1

VIII. ANALISIS PERCOBAAN Pada percobaan kali ini, praktikan melakukan percobaan dengan tujuan dapat memisahkan padatan tersuspensi dalam cairan dengan menggunakan ruang filter di vakum dimana menggunakan alat berupa Filter Testing Unit. Bahan yang digunakan yaitu berupa kapur (CaCO3) yang dilarutkan dengan air hingga mencapai volume 6 liter. Percobaan ini juga bertujuan untuk mendapatkan nilai koefisien tahanan cake dan tahanan medium filter. Hasil pemisahan menggunakan alat ini yaitu berupa cake. Cairan suspensi dimasukkan ke dalam tangki berpengaduk agar tidak terjadi pengendapan pada dasar tangki dan agar tidak terjadi penyumbatan pada aliran selang. Cairan suspensi yang mengalir dengan bantuan vakum akan naik menuju medium filter dimana sebelumnya telah dipasang kertas saring untuk memisahkan cake dan filtratnya.

Semakin besar laju proses penyaringan, maka semakin sedikit cake yang terbentuk. Namun sebaliknya, semakin kecil laju proses penyaringan, maka semakin banyak pula cake yang terbentuk. Waktu yang dibutuhkan untuk proses penyaringan juga akan semakin lama bila cake yang terbentuk banyak. Analisa variasi tekanan akan lebih baik dilakukan, akan tetapi hal ini tidak dapat dilakukan dikarenakan tekanan telah diatur secara otomatis (tetap).

IX. KESIMPULAN Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : * Untuk memisahkan padatan yang tersuspensi di dalam cairan dengan menghasilkan cake medium filter dapat digunakan Filter Testing Unit. * Semakin tebal cake, maka semakin kecil laju proses penyaringan dan waktu yang dihasilkan pula semakin lama. * Tahanan cake

= 0,5586 m/kg

* Tahanan medium filter = 167927,2 m-1 DAFTAR PUSTAKA Tim Jobsheet. Petunjuk Praktikum Satuan Operasi-1. 2012. Politeknik Negeri Sriwijaya: Palembang