Laporan Filtraasi Kelompok 1
September 1, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
Short Description
Download Laporan Filtraasi Kelompok 1...
Description
LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK KIMIA 1
FILTRASI
Disusun oleh : Kelompok 1 Dedi Meier Silaban
1007113662
Fajrina Qaishum
1007113681
Dwi Yuni Ernawati
1007113611
PROGRAM SARJANA TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2012
Abstrak
Filtrasi atau penyaringan merupakan pemisahan partikel zat padat dari fluida dengan jalan melewatkan fluida melalui medium penyaring atau septum, dimana zat padat tersebut tertahan. Tujuan praktikum ini yaitu untuk mengetahui cara memisahkan partikel padat (CaCO 3) dari fluida cair dengan memakai media berpori, untuk mengetahui prinsip kerja dari alat filtrasi plate and frame filter
press, menghitung nilai tahanan media (Rm) dan tahanan ampas (α) dari data praktikum yang diperoleh, untuk mengetahui hubungan antara volum filtrat tertampung (V) dengan waktu filtrasi ( ∆tf/∆V ), ), dan untuk mengetahui hubungan antara konsentrasi air pencuci (Cw) dengan volum air pencuci (Vw opt ) Metode yang digunakan adalah pressure filtration yaitu filtrasi yang dilakukan dengan prinsip penekanan penekanan dengan alat filtrasi frame dan plate. Bahan yang digunakan yaitu serbuk kalsium karbonat (CaCO 3). Filtrasidijalankan secara batch dengan pencucian cake cake dan bongkar pasang alat, dimana waktu yang diper diperlukan lukan menjadi waktu siklus. Dari percobaan percobaan dengan dengan variasi laju alir yang dilakukan dilakukan diperoleh bahwa volume filtrasi berbanding lurus terhadap perubahan waktu per perubahan volume filtrasi sedangkan untuk nilai tahanan ampas (α) dan nilai tahanan media (Rm) yang tidak sesuai dengan teori yang disebabkan oleh kebocoran kebocor an alat filtrasi. Kata Kunci:CaCo Kunci:CaCo3 , filtrasi, tahanan
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Tujuan Tujuan percobaan ini adalah :
a. Menentukan Δtf / ΔV dengan menggunakan persamaan non compressible cake b. Menghitung α dan Rm pada tekanan dan konsentrasi larutan CaCO 3 c. Menentukan hubungan Cw dan V (Volume pencuci) pada proses pencucian akhir d. Menentukan Vopt dan topt
1.2 Latar Belakang Filtrasi atau penyaringan merupakan pemisahan partikel zat padat dari
fluida dengan jalan melewatkan fluida itu melalui medium penyaring atau septum, dimana zat padat itu bertahan. Operasi filtrasi dijalankan untuk memisahkan bahan-bahan sehingga diperoleh bahan yang diinginkan yaitu padatan atau cairannya dan bahkan kedua-duanya. Operasi filtrasi sangat diperlukan dalam industri kimia terutama yang menghasilkan campuran padat-cair. Contoh-contoh operasi filtrasi di pabrik-pabrik antara lain :
Pabrik gula menjalankan operasi filtrasi untuk memisahkan larutan gula
dengan padatan-padatan pengotor. Pemisahan senyawa garam dari suspensinya.
Industri pemurnian air, dll. Agar proses filtrasi berjalan cepat biasanya dapat dimodifikasi umpan
dengan cara pemanasan, rekistralisasi, atau dengan penambahan filter aid yaitu suatu senyawa yang dapat mengurangi kompresibililitas cake, mengurangi penetrasi partikel kecil lain yang tidak diharapkan yang dapat menutupi pori-pori membran sehingga mengurangi laju filtrasi . Oleh karena banyaknya ragam bahan yang difiltrasi dan bermacam kondisi operasi, jenis filter pun dapat dimodifikasi. Filtrasi sering diterapkan pada proses-
proses
biologis
seperti
memisahkan
ekstrak juice
atau
memisahkan
mikroorganisme dari medium fermentasinya. Pada proses-proses pemisahan yang sulit, proses filtrasi konvesional konvesional harus didukung dengan teknologi lain agar filtrasi lebih praktis, cepat, dan kualitas produk tidak terdegradas t erdegradasi. i. Operasi filtrasi dapat dijalankan secara batch dan kontinu. Filter batch yang paling banyak dikenal adalah Plate and Frame Filter Press sedangka sedangkan n filter kontinu adalah Oliver Drum Type Filter . Pada opersi batch, alat harus dibongkar untuk pengambilan cake kemudian dipasang kembali, sehingga ada masalah waktu bongkar pasang. Pada opersai secara kontinu, pengambilan cake dengan mengeruknya terus-menerus dengan pisau. Jadi operasi batch lebih lama dan relatif lebih mahal serta terbatas t erbatas untuk skala kecil. Filtrasi yang dilakukan pada percobaan ini cukup sederhana, tetapi dari percobaan ini diharapkan kita dapat menerapkan teori-teori tentang filtrasi dan penggunaannya. Pada praktikum ini digunakan press filter berupa Plate And Frame Filter Press. Filter ini terdiri atas plate and frame yang tersusun secara
selang-seling. Plate terpisah dari frame dengan suatu filter cloth. Pressing dilakukan untuk mendapatkan posisi plate dan frame yang sesuai dan dikerjakan dengan putaran manual dan putaran hidrolik. Slurry dimasukkan melalui lubanglubang frame dan filtrat mengalir melalui cloth ditiap sisi sehingga 2 produk (slurry dan cake) terbentuk secara simultan di tiap ruang penyaringan. 1.3 Tinjauan Puastaka
Beberapa cara pemisahan mekanik fisik dapat diklasifikasikan menjadi sebagai berikut (Geankoplis,1993) : 1. Filtration Pemisahan dapat dilakukan karena adanya media filtrasi filt rasi seperti kain, kanvas, pasir. Pemilihan media filtrasi didasarkan atas : a. Jumlah padatan yang dipisahkan dipi sahkan b. Tipe padatan c. Viskositas dari fluida
2. Settling and sedimentation
Pada settling and sedimantation, partikel dipisahkan dari fluida dengan adanya perbedaan gaya gravitasi dan densitas dari partikel tersebut. 3. Centrifugal settling and sedimentation
Proses pemisahan partikel dari fluida karena adanya gaya sentrifugal pada berbagai ukuran dan densitas fluida. 4. Centrifugal filtration
Proses pemisahan yang dilakukan dengan dengan filtrasi tetapi t etapi gaya sentrifugal yang digunakan menyebabkan perbedaan tekanan dapat diabaikan. 5. Mechanical size size reduction and separation
Pemisahan dilakukan dengan cara mengubah diameter partikel, kemudian dipisahkan dengan ayakan. Operasi filtrasi dijalankan dengan dua cara yaitu : 1. Filtrasi batch Proses secara batch memerlukan waktu yang lebih lama dan memerlukan biaya yang lebih mahal. 2. Filtrasi kontinu Proses filtrasi secara kontinu banyak diterapkan pada industri kimia. Analisis operasi filtrasi ini dibagi dalam 3 tahap, yaitu : a. Pembentukan cake,
b. Pencucian cake untuk membuang larutan c. Pelepasan cake dari filter.
Berdasarkan gaya pendorong yang digunakan, dikenal bermacam-macam filter yaitu gravity filters, plate and frame filter press dan continous rotary vacuum filters (Brown, 1950). Tipe plate and frame filter press press yang paling umum
digunakan dapat dilihat pada Gambar 1.1. Plate and frame filter press merupakan jenis yang paling banyak diaplikasikan di industri umumnya terdiri atas tujuh bagian medium filter dari logam yang saling menutupi secara renggang dan tempat yang cukup untuk menampung cake sampai filtrasi selesai.
Gambar 1.1 Plate and frame filter press
Jenis lain adalah rotary vacuum filter . Filter jenis ini banyak digunakan pada industri skala besar dikarenakan dapat menangani padatan yang sulit difilter, dan banyak dilengkapi sarana otomatis sehingga tenaga manual yang dibutuhkan tidak terlalu banyak. Pada Gambar 1.2 dapat dilihat bentuk dari filter jenis ini.
Gambar 1.2 Rotary Vacuum filter
Berdasarkan prinsip kerjanya, filtrasi dapat dibedakan menjadi: 1. Pressure Filtration Merupakan filtrasi yang dilakukan dengan prinsip penekanan. penekanan. 2. Gravity Filtration Merupakan filtrasi yang menggunakan gaya gravitasi untuk mengalirkan cairan.
3. Vacuum Filtration Merupakan filtrasi yang dilakukan dengan prinsip hampa udara untuk mengalirkan cairan. Alat filtrasi dengan prinsip hampa udara dapat dilihat pada Gambar 1.3. Filter ini dilengkapi drum yang terus berputar. Tekanan di luar drum adalah tekanan atmosferik, tetapi di dalam drum mendekati vakum. Drum ini dimasukkan ke dalam cairan yang mengandung suspensi padatan yang akan difilter, lalu drum diputar dengan kecepatan rendah selama operasi. Cairan tertarik melewati filter cloth karena tekanan vakum, sedangkan padatan akan tertinggal di permukaan luar drum membentuk cake pada proses.
Gambar 1.3 Drum vacuum filter
Jika cake akan diambil dari drum, putaran drum dihentikan, drum dikeluarkan dari fasa cair, cake dicuci, dikeringkan, dan kemudian diambil. Pengambilan padatan dari drum dilakukan dengan sejenis pisau yang juga bermacam-macam bermacam-maca m jenis dan disainnya bergantung jenis cake.
Gambar 1.4 Rotary Vacuum Vacuum filter
Operasi filtrasi yang dilakukan dalam laboratorium adalah batch filtration dan pada percobaan ini termasuk Pressure Filtration, yang dilakukan dengan alat Plate and Frame Filter Press. Keuntungan filter jenis ini adalah: 1. Biaya relatif murah
2. Perawatan mudah 3. Sangat fleksibel Pada filtrasi dikenal dua media filter, yaitu : 1. Media primer Yaitu filter pembantu dapat berupa kain, kanvas, kertas saring (dalam hal ini dipakai kain). 2. Media sekunder Yaitu medium filter yang sesungguhnya, yang terbentuk karena adanya padatan-padatan padatan-pada tan yang tertahan oleh medium filter primer. Septum atau medium penyaring pada setiap filter harus memenuhi syarat-
syarat sebagai berikut : 1. Harus dapat menahan zat padat yang akan disaring dan menghasilkan filtrat yang cukup jernih. 2. Tidak mudah tersumbat 3. Harus tahan secara kimia kuat secara fisik dalam kondisi proses.
4. Harus memungkinkan penumpukan ampas dan pengeluaran ampas secara total dan bersih 5. Tidak boleh terlalu mahal. ( Mc. Mc. Cabe, 1993 1993) Berdasarkan kompresibilitasnya, kompresibilitasnya, cake dapat dibedakan menjadi : 1. Compressible cake Compressible cake adalah cake yang mengalami perubahan struktur karena
adanya tekanan, sehingga ruang kosong dalam cake semakin kecil, akibatnya penahanan semakin besar dan filtrasi semakin sulit dilakukan. Nilai koefisien kompresibilitas (s) untuk cake jenis ini adalah 0,1 < s < 0,8. Untuk mengestimasi efek faktor kompresibilitas, diasumsikan resistansi spesifik adalah fungsi dari AP menurut hubungan: α = α' (Δ P )S
Nilai
'
dan s mudah ditentukan dengan memplot log
(1)
terhadap log P. Jika
nilai s besar umpan harus dipretreatment dengan penambahan filter aid . 2. Non compressible cake Non compressible cake adalah cake yang tidak mengalami perubahan struktur
karena adanya penekanan. Sebenarnya cake seperti ini tidak ada tetapi pada percobaan ini cake dianggap non compressible karena perbedaan tekanan sangat kecil. Koefisien kompressibilitasnya adalah nol.
Operasi filtrasi dapat dilakukan pada dua kondisi yang berbeda yaitu pada pressure drop konstan (kecepatan filtrasi menurun) dan pada pressure drop meningkat (kecepatan filtrasi tetap). (Brown,1950). Percobaan ini dilakukan pada pressure drop konstan, pada keadaan ini semakin lama waktu filtrasi, cake yan
terbentuk pada filter cloth akan semakin tebal dan akan menahan aliran slurry berikutnya. Ini menyebabkan kecepatan filtrasi akan menurun. Kelemahan utama proses ini adalah sulitnya mempertahankan pressure drop yang konstan. Oleh karena itu, kran pengatur tekanan harus benar-benar diperhatikan, supaya selama filtrasi dan pencucian perubahan pressure drop drop relatif kecil.
Dalam filtrasi umpan dapat berupa campuran gas-padat atau cairanpadatan. Diameter padatan bisa sangat halus atau sangat kasar tergantung pada jenis partikel dari padatan tersebut. Produk yang dihasilkan pada proses filtrasi dapat berupa padatan padatan maupun cairan. Pada Pada Gambar 1.5 dapat dilihat skematis pemasukan pemasuka n umpan ke dalam media filtrasi untuk proses batch.
Gambar 1.5 Skematis pemasukan umpan pada proses batch
Campuran turun dari media filtrasi dikarenakan adanya perbedaan tekanan antara kedua sisi media filtrasi sehingga dapat dipisahkan antara cairan dari padatannya. Aliran fluida dalam media porous berbeda dengan aliran fluida melalui pipa biasa. Dalam media porous, fluida akan mengalir melalui ronggarongga diantara partikel padatan sehingga perlu faktor koreksi untuk faktor friksi untuk aliran fluida dalam media porous (Brown,1950). ( Brown,1950). 1. Bilangan Reynolds Dihitung berdasarkan diameter partikel ditambah faktor FRe Re =
ρ . v . DP μ
. FRe
(2)
2. Faktor Friksi Faktor Friksi dalam perhitungan ditambah faktor Ff sehingga persamaan persamaan :
L wf =
v 2 . L . f . Ff 2 . gc . Dp
(3)
f =
f =
2 . gc . Dp . L wf
L . v 2 . Ff
2 . gc . Dp . (- ΔP). f
(4)
2
L . v . Ff . P Hubungan antara L dan V diperoleh dari neracaa massa padatan : Massa padatan dalam cake = Massa padatan dalam slurr
(1 - X)L . A . ρs = L =
(v + L . A . X) ρ.x (1 - x )
(5)
v.ρ. x
(6)
A[ρs(1 - x )(1 - X) - ρ . X . x ]
Dengan menganggap aliran laminer : f =
(- Δp) f =
64 Re
32 . L . v . μ . Ff gc . Dp 2 . FRe
- Δp f = ρ . L wf
V= [
gc . Dp 2 . FRe 32 . Ff V=
] [
K - Δp c L .μ
ρ . L wf
L.μ
]
1 dV K - Δp c = A dt L.μ
(7)
Substitusikan persamaan (5) ke persamaan (6) : 1 dV K . A[ps (1 - x ) . (1 - X) - ρ . X . x] - Δp c = A dt μ .V.ρ.x
dV dt
=
K . A 2 [ps (1 - x ) . (1 - X) - ρ . X . x] - Δp c
Didefinisikan besaran baru : C v
μ . V .ρ . x
C V =
μ .ρ.x
2K [ps (1 - x ) . (1 - X ) - ρ . X . x]
(8)
Sehingga diperoleh persamaan : 2
dV = A . - Δp C 2 . CV . V dt
(9)
Pada persamaan (9), (-Δp c ) adalah tekanan sisi masuk cake dikurangi tekanan sisi keluar cake. Pada kenyataannya, tekanan pada titik-titik tersebut tidak ti dak dapat diukur. Yang dapat diukur adalah selisih tekanan slurry saat akan masuk dan saat akan keluar dari filter. Jadi, tahanannya bukan dari cake saja, tetapi juga tahanan yang ditimbulkan oleh saluran-saluran dalam filter dan media penyaring primer. Jika tahanan tambahan ini dinyatakan dalam volume equivalent (Ve), maka besarnya adalah = (2 . C V . Ve) A 2 , sehingga persamaan (9) menjadi :
dV dt
=
A 2 . - Δp C
(10)
2 . C V . (V + Ve )
Persamaan ini juga dapat dituliskan menjadi :
dtf dt f dV dtf dt f dV
=
=
2 . C V . (V + Ve ) A 2 . (-Δp C )
2 .CV A 2 . (-Δp C )
. V +
2 . CV A 2 . (-Δp C )
. Ve
(11)
Untuk keperluan percobaan, persamaan (11) dapat diubah menjadi finite difference sebagai berikut : Δtf ΔV
=
2 . CV 2
A . (-Δp C )
. V +
2 . CV 2
A . (-Δp C )
. Ve
(12)
dengan anggapan pressure drop cukup rendah dan harganya konstan maka Cv konstan, Ve konstan dan persamaan berupa garis lurus. Dengan mencatat waktu filtrasi pada setiap volume filtrat tertampung ((V) konstan) maka bisa diperoleh hubungan antara
t/ V
dengan V sehingga dengan metoda Least
Square dapat dihitung haraga Cv dan Ve seperti gambar berikut :
Gambar 1.6 Grafik hubungan antara tf/ V dengan V
Waktu filtrasi optimum adalah waktu yang diperlukan aga agarr jumlah volume filtrat per satuan waktu optimum. Dalam operasi filtrasi, yang disebut waktu siklus adalah waktu keseluruhan yang diperlukan untuk melakukan proses filtrasi yang merupakan jumlah dari waktu filtrasi sesungguhnya, waktu pencucian, dan waktu bongkar pasang. ts = tf + tw + tp
(13)
dtf ] . Vw dV akhir
(14)
Waktu pencucian diperoleh dari : tf = [
Dengan Vw adalah volume air pencuci yang digunakan. Penggabungan persamaan (11) dan (13) diperoleh : ts =
2 . CV 2
A . (-Δp)
. (V 2 + 2V. Ve ) +
2 . CV A 2 . (-Δp)
. (V . Vw + Ve ) + tp
Untuk mudahnya, jumlah air pencuci dinyatakan sebagai : Vw = K . V
ts =
CV 2
A . (-Δp )
(15)
[(1 + 2K )V 2 + 2(1 + K )V. Ve] + tp
Pada kondisi optimum V/ts maksimal atau ts/V minimal :
a (ts/V) dV ts V
=
CV 2
A . (-Δp )
=0
[ (1 + 2K )V + 2 (1 + K )Ve] +
tp V
(16)
Diperoleh : Vopt =
2 A .(- ΔP)
CV
.
tp
(17)
(1 + 2K)
Dan waktu siklus optimum :
ts opt =
CV 2
A . (-Δp )
[(1 + 2K )Vopt 2 + 2(1 + K )Vopt . Ve] + tp
(18)
Untuk keperluan optimasi jumlah air pencuci yang digunakan, maka ke dalam slurry ditambahkan zat warna yang mempunyai sifat tidak berkaitan secara permanen dengan padatannya sehingga mudah dihanyutkan oleh aair pencucinya. Kadar zat warna dalam cucian yang keluar filter dianalisa untuk mengetahui seberapa jauh operasi pencucian dilakukan. Operasi pencucian dihentikan jika kadar zat warna dalam air cucian konstan. Jumlah air pencuci yang digunakan sampai titik ini dicatat sebagai Vwopt. Analisa
kadar
zat
warna
dalam
air
cucian
dilakukan
dengan
membandingkan warnanya dengan larutan standar yang telah diketahui konsentrasinya. konsentrasiny a. Dalam hal ini mata berfungsi sebagai detektor warna.
Gambar 1.7 Analisa kadar zat warna secara visual
a. Pengenceran biasa pada luas tabung yang sama Jumlah zat warna sebelum pengenceran = Jumlah zat warna sesudah pengenceran CS . A . h S = C W . A . h W
Jika luas tabung sama, maka : CS . h S = C W . h W
C W = C S . (h S h W )
(19)
b. Pengence Pengenceran ran berulang
CS)
→
CS1
→
CS2
→
Bila hs = 2 hs 0 C s1 = 1 2 CS0 C s 2 = 1 4 CS0 = 1 2 C S1 x
Csn = (1 2) n CS0 , dimana n = 2
(20)
Persamaan (19) disubstitusikan ke persamaan (20) sehingga menjadi :
C W =
C S0 2
n
.
hs
(21)
hW
Penentuan konsentrasi konsentrasi air cucian : Sampel air cucian yang telah diambil didiamkan semalam. Warna air cucian dibandingkan dengan warna larutan standar yang konsentrasinya telah diketahui. Dilakukan pengenceran pada larutan standar sampai warnanya benar-benar sama dengan larutan sampel. Larutan sampel pada tabung diukur 5 cm dari dasar tabung. Tinggi larutan standar setelah pengenceran pengencera n dicatat.
Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh data : V, C, hs, hw, Cs 0, n, Vw, (-P), A, dan tp. a. Menentukan Cv dan Ve Persamaan yang digunakan : Δtf ΔV
=
2 . CV 2
A . (-Δp C )
. V +
2 . CV 2
A . (-Δp C )
. Ve
(22)
Untuk menghitung tf/ V digunakan persamaan finite difference sebagai berikut : 1. Untuk data-data awal (Forward Finite Difference) [
tf V
]i
- 3 tf i (4 tf i 1 ) - (tf i 2 ) 2 V
(23)
2. Untuk data-data tengah (Central Finite Difference) [
(- tf i-2 ) + ( tf i +1 ) Δtf ]i = ΔV 2 ΔV
(24)
3. Untuk data-data akhir ( Backward Finite Difference Difference) - 3 tf i + (4 tf i +1 ) - (tf i +2 ) Δtf [ ]i = ΔV 2 ΔV
(25)
Dari grafik hubungan antara tf/ V Vs V dapat dicari slope dan intersepnya, dimana:
Slope =
Intersep =
2 CV A 2 . (-ΔP)
2 C V . Ve A . (-ΔP) 2
Maka dapat dihitung Cv dan Ve b. Menentukan volume pencucian (Vw) Persamaan yang digunakan : C W = C S0
hs hW
Dengan membuat grafik hubungan antara C W dan VW, maka harga VW dapat dicari yaitu pada saat V W mencapai keadaan konstan atau mendekati konstan dimana pada saat kurva C W Vs VW mendatar. Grafik hubungan CW Vs VW dapat ditunjukkan oleh gambar berikut :
Gambar 1.8 Grafik hubungan C W W Vs V W W untuk penentuan V W opt opt
c. Menentukan Vopt dan tsopt Digunakan persamaan : Vopt =
Dengan K =
ts opt =
Vw opt V
CV 2
A . (-Δp )
2 A .(- ΔP)
CV
.
tp
(26)
(1 + 2K)
, maka :
[ (1 + 2K )Vopt 2 + 2(1 + K )Vopt . Ve] + tp
(27)
1.4. Hipotesis
Operasi filtrasi dengan plate and frame filter press pada pressure drop konstan akan mengikuti persamaan non compressible cake :
2.CV 2.CV dtf = 2 . V + 2 . Ve dV A . (-Δp ) A . (-Δp )
antara
dapat didekati dengan
tf/ V,
(28)
Harga
tf/ V
sehingga grafik hubungan
tf/ V
dengan V adalah linear. Harga CV dan Ve dapat ditentukan dari
slope dan intersep dari persamaan garis yang diperoleh, maka waktu yang diperlukan untuk filtrasi semakin lama. Hubungan C W dan VW diharapkan berupa kurva lengkung ke bawah, dan akhirnya konstan, sehingga harga V W dapat dicari
BAB II METODOLOGI PERCOBAAN 2.1
Alat Yang Digunakan
Plate and Frame Filter Press
Tangki umpan dan pencuci
Pengaduk
Gelas Ukur
Stopwatch
Alat-alat yang digunakan dirangkai sebagai berikut.
Gambar 2.1 Rangkaian alat filtrasi
Keterangan Gambar : 1. Tangki pencuci 2. Tangki Umpan 3. Pengaduk 4. Kran 5. Pompa 6. Manometer 7. a. Frame b. Plate 8. Gelas ukur
Bahan Yang Digunakan
2.2
2.3
Serbuk Kalsium Karbonat (CaCO3)
Air 7 liter
Larutan standar 0.15 gr
Zat warna 1,5 gr
Prosedur Percobaan
a. Pembuatan slurry CaCO3
CaCO3 dan zat pewarna ditimbang untuk membuat slurry. Massa CaCO3 yang akan ditimbang adalah 100 gram dan 300 gr serta 1,5 gram zat pewarna untuk masing-masingnya. masing-masingnya.
CaCO3 dan zat pewarna yang yang telah ditimbang ditimbang dilarutkan ke da dalam lam 7 liter air dan diaduk dengan motor pengaduk.
b. Pembuatan larutan standar Zat warna sebanyak 0,15 gr dilarutkan dalam 1 liter air untuk membuat larutan induk c. Persiapan alat
Alat-alat dirangkai seperti pada gambar rangkaian alat, kran pencuci air pada alat dibuka. Alat di uji kebocoran dahulu dahulu sebelum digunakan.
Pressure drop konstan dengan mengatur kran recycle. Filtrat 3
ditampung setiap 100 cm dan dicatat waktunya.
Filtrasi dihentikan apabila tidak ada lagi filtrat keluar ataupun bila terjadi kavitasi.
d. Pencucian
Kran air pencuci pada alat dibuka dan air pencuci yang keluar ditampung.
Setiap 200 cm diambil sampelnya untuk ditentukan konsentrasinya. konsentrasinya.
Pencucian dihentikan dihentikan apabila warna air cucian relatif konstan
3
e. Bongkar Pasang Alat
Plate and Frame Filter press dibongkar untuk membersihkannya dari cake dan kotoran.
Filter cloth dicuci, kemudian alat filtrasi dipasang lagi untuk operasi
selanjutnya.
Waktu bongkar pasang dicatat.
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Menentukan ∆tf/∆V dengan Menggunakan Menggunakan Persamaan Non Compressible Cake
Berat CaCO3 : 100 gram Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 0,01 liter/s (rendah)
Tabel 3.1 Hasil Perhitungan untuk CaCO3 100 gram gram dan laju alir 0,01liter/s
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Vw (ml) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
ΔV (ml) (ml) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
tf (detik) 20,09 42,99 59,37 78,04 95,65 113,36 130,4 148,64 164,1 182,45 199,04 215,6 239,2
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000
200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
251,23 267,23 285,46 305,09 319,8 336,19 351,83 368,39 396,54 412,78 428,89 443,78
0,070075 0,085575 0,09465 0,08585 0,07775 0,080075 0,0805 0,111775 0,110975 0,080875 0,051575 0,140925
26
5200
200
467,82
0,0629
∆tf/∆v ∆tf/∆v 0,1308 0,076175 0,096 0,0878 0,090225 0,0822 0,09815 0,070075 0,09615 0,083025 0,0652 0,1004 0,089075
No 27 28 29 30 31 32 33
Vw (ml) 5400 5600 5800 6000 6200 6400 6600
tf (detik) 483,57 505,66 526,86 549 567,18 605,43 627,21
ΔV (ml) (ml) 200 200 200 200 200 200 200
∆tf/∆v ∆tf/∆v 0,112675 0,10365 0,1206 0,040725 0,232425
0.16 0.14 0.12 0.1 0.08
v ∆ / f t ∆
0.06 0.04 y = -3E-07x + 0.09 R² = 0.0004
0.02 0 0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
Vw (ml)
Gambar 3.1 Kurva hubungan hubungan Δtf/ΔV (s/ml) dengan V (ml) untuk CaCO3 100
gram pada laju alir 0,01 liter/s
Berat CaCO3 : 100 100 gram Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 0,03 liter/s (cepat) Tabel 3.2 Hasil Perhitungan untuk CaCO3 100 gram gram dan Laju Alir
0,03 liter/s No 1 2
Vw (ml) 200 400
ΔV (ml) 200 200
tf (detik) 4,18 10,53
∆tf/∆v ∆tf/∆v 0,0339 0,027575
No 3 4 5
Vw (ml) 600 800 1000
ΔV (ml) 200 200 200
tf (detik) 16,02 21,46 26,23
∆tf/∆v ∆tf/∆v 0,028875 0,0234 0,02305
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400
200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
31,18 36,81 41,76 46,44 51,57 57,24 62,28 67,18 74,61 77,35 81,63 86,31
0,02985 0,025425 0,022275 0,0243 0,029925 0,02555 0,018175 0,048875 0,00985 0,0204 0,019525 0,03295
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
3600 3800 400 0 4000 4200 4400 460 0 4600 4800 5000 5200 5400 5600 580 0 5800
200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
92,54 98,05 103,05 107,51 112,9 116,91 123,8 128,6 134,4 140,1 144,27 1 44,27 148,68
0,028825 0,02635 0,019975 0,0304 0,01285 0,039675 0,0215 0,02925 0,032325 0,02025 0,02115 0,021725
30 31 32
6000 600 0 6200 6400
200 200 200
153,45 159,07 166,36
0,023925
0.06 y = -6E-07x + 0.0275 R² = 0.0168
0.05 0.04 v ∆ / f t ∆
0.03 0.02 0.01 0 0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
Vw (ml)
Gambar 3.2 Kurva Hubungan Δtf/ΔV (s/ml) dengan V (ml) untuk CaCO3 100
gram pada laju alir 0,03 liter/s Berat CaCO3 : 300 gram Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 0,01 liter/s (lambat) Tabel 3.3 Hasil Perhitungan untuk CaCO3 300 gram gram da dan n laju alir alir
0,01369 liter/s No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Vw (ml) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
ΔV (ml) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
tf (detik) 5,76 8,91 17,28 22,63 29,52 34,6 40,54 45,27 51,79 56,79 63,4 69,12 74,83
∆tf/∆v ∆tf/∆v 0,0027 0,0494 0,0229 0,038975 0,02325 0,032725 0,019175 0,0364 0,020975 0,035275 0,030825 0,028575 0,0361
No 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Vw (ml) 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 5400 5600 5800 6000
ΔV (ml) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
tf (detik) 83,56 87,07 91,89 96,43 102,64 107,95 113,49 120,01 126,22 131,62 136,26 142,02 148,54 157,32 161,37 164 172
∆tf/∆v ∆tf/∆v 0,0306 0,020825 0,0234 0,026875 0,0288 0,027125 0,03015 0,033075 0,0289 0,0204 0,0269 0,02695 0,055725 0,0238
0.06 0.05 0.04 v d / t 0.03 d
y = -4E-07x + 0.0291
0.02
R² = 0.0036
0.01 0 0
800
1600
2400
3200
4000
4800
5600
6400
Vw (ml)
Gambar 3.3 Kurva Hubungan Δtf/ΔV (s/ml) dengan V (ml) untuk CaCO3 300
gram pada laju alir 0,01liter/s
Berat CaCO3 : 300 gram Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 0,03 liter/s (cepat)
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan Perhitungan untuk CaCO3 3 300 00 gram dan Laju Alir 0,03 liter/s No 1 2 3 4 5 6 7 8
Vw (ml) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
ΔV (ml) 200 200 200 200 200 200 200 200
tf (detik) 5,67 11,11 17,32 21,15 26,77 31,72 38,02 42,88
∆tf/∆v ∆tf/∆v 0,025275 0,037 0,014675 0,029775 0,021375 0,0351 0,02295 0,02745
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000
200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
48,28 53,5 58,68 63,9 69,7 76 78,66 83,93 90,13 95,17 99,8 104,8
0,0531 0,052 0,052 0,0551 0,0605 0,0448 0,03965 0,05735 0,0562 0,022225 0,023325 0,029125
21 22 23 24 25
4200 4400 4600 4800 5000
200 200 200 200 200
110,47 115,83 126,58 131,36 137,65
0,013325 0,068675 0,020125 0,3913 0,3 913
0.5
y = 2E-05x + 0.0034 R² = 0.139
0.4 V0.3 Δ / f t
0.2
Series1
0.1
Linear (Series1)
Δ
0 0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
V
Gambar 3.4 Kurva Hubungan Δtf/ΔV (s/ml) dengan V (ml) untuk CaCO3 400
gram pada laju alir 0,03 liter/s Percoabaan filtrasi dilakukan dengan menyaring cake berupa slurry CaCO3. Massa CaCO3 divariasikan, yaitu 100 dan 300 gram dengan volume air 7 liter dan laju alir rendah dan tinggi. Pada penyaringan cake 100 gram dalam 7 liter air, terjadi kenaikan waktu penyaringan terhadap volume filtrat, demikian juga untuk cake 300 gram laju filtrasi rendah dan tinggi..
Untuk penyaringan dengan laju alir rendah 0,01 liter/sekon dengan massa cake 100 dan 300 300 gram didapatkan nilai Δtf/ΔV yang flukuatif (Gambar 3.1 dan 3.3). hal ini tidak sesuai dengan teori bahwa waktu yang dibutuhkan untuk filtrat berbanding lurus dengan perubahan volume filtrate Geankoplis, 1993). Hal ini disebabkan oleh faktor-faktor teknis seperti kebocoran pada pipa filter , batas volume pada gelas ukur dengan ditandai garis hitam, penampungan filtrat ditampung pada gelas ukur 2 liter padahal air yang dicampurkan pada cake sebanyak 7 liter. Sehingga pada saat gelas ukut penuh dengan filtrat, filtrat dibuang. Pada saat pembuangan ini filtrat yang keluar ditampung sementara di wadah lain dan kemudian dimasukkan kembali ke gelas ukur. Ketika pemasukan ini volume filtrat terlihat sudah melebihi batas garis hitam sehingga pengukuran terhadap waktu menjadi menjadi kurang akurat. Kesalahan Kesalahan teknis teknis ini juga terjadi pada filtrasi dengan laju alir tinggi 0,03 liter/sekon dan massa CaCO3 100 dan 300
adi kenaikan waktu filtrasi (Δtf) terhadap perubahan gram sehingga tidak terj terjadi volume (Gambar 3.2 dan 3.4). Dari Gambar 3.1 dan 3.3, penyaringan penyaringan CaCO3 100 dan 300 gram dengan laju alir rendah (0,01 liter/sekon) terlihat bahwa nilai waktu penyaringan per perubahan volume terbesar terbesar terjadi pada saat volume 5 li liter ter untuk CaCO3 100 gram dan 5,2 liter untuk CaCO3 300 gram. Gambar 3.2 dan 3.4, penyaringan CaCO 3 100 dan 300 gram dengan laju alir rendah (0,03 liter/sekon) terlihat bahwa nilai waktu penyaringan per perubahan volume terbesar terjadi pada saat volume 2,6 liter untuk CaCO3 100 gram dan 4,4 liter untuk CaCO3 300 gram. Pada volume yang yang sama, sama, 2400 2400 ml dan laju laju alir lambat,
nilai waktu
penyaringan per perubahan volume pada CaCO 3 100 dan 300 gram adalah 0,1004 dan 0,0285 sekon/ml. Waktu penyaringan per perubahan volume untuk CaCO 3 300 gram lebih cepat daripada CaCO3 100 gram. Hal ini tidak sesuai dengan teori yaitu, waktu filtrasi berbanding lurus dengan massa cake atau konsentrasi cake. Untuk penyaringan dengan dengan laju alir cepat dan ketika volume filtrate 2400 ml, nilai waktu penyaringan per perubahan volume pada CaCO3 100 dan 300 gram adalah 0.0181 dan 0.0551 sekon/ml. Hal ini sesuai dengan teori yang ada. Meskipun laju alir telah diatur sebesar 0,01 liter/s dan 0,03 liter/sekon, namun laju alir filtrat yang keluar tidak salamamanya sebasar itu. Ini terjadi karena padatan CaCO3 yang ada di fluida ternyata tidak dapat tercampur dengan rata meskipun telah dulakukan pengadukan dengan kecepatan konstan. Terlihat pada saat proses filtrasi masih terdapat endapan CaCO 3 didasar wadah. Padatan yang tidak tercampur rata mempengaruhi laju alir yang di hisap selang dan akhirnya mempengaruhi laju alir filtrat yang keluar. Cake CaCO3 juga akan bertindak sebagai media sekunde ketika menempel pada media primer pada proses penyaringan. Hal ini akan menghambat laju filtrasi karena adanya penghalang filtrate melewati penyaring primer. Jumlah padatan CaCO 3 akan menimbulkan gaya tahanan yang besarnya bereda-beda pula. Saat laju alir fluida yang masuk tidak konstan, maka laju alir filtrat yang keluar juga tidak konstan.
3.2 Menentukan Hubungan Cw Dan V pada Proses Pencucian Filter
a. Berat CaCO3 : 100 100 gram Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 0,009 liter/s (lambat)
Zat warna
: 1,5 gram
Waktu cuci
: 87 s
Waktu bongkar: 631 s
Tabel 3.5 Hasil Perhitungan Perhitungan untuk CaCO3 100 100 gram dan laju alir 0,009 liter/s No 1
V (ml) 200
hw (cm) 3
hs (cm) 5,1
Cso (mg/L) 0,00015 0,00015
Cw (mg/L) 0,000255
2
400
3
5
0,00015
0,00025
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
4 3,7 3,6 3,5 3,5 3,3 3,3 3,3 3,2 3,2 3,1
0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,000 15 0,00015 0,000 15 0,00015
0,0002 0,000185 0,00018 0,000175 0,000175 0,000165 0,000165 0,000165 0,00016 0,00016 0,000155
14 15 16 17
2800 3000 3200 3400
3 3 3 3
3,1 3,1 3,1 3,1
0,00015 0,00015 0,00015 0,00015
0,000155 0,000155 0,000155 0,000155
0.0003 0.00025 0.0002
w0.00015 C
0.0001 0.00005 0 0
1000
2000
3000
4000
Vw
Gambar 3.5 Kurva Hubungan Cw (mg/L) dengan V (ml) untuk CaCO3 100
gram pada laju alir 0,009 liter/s b. Berat CaCO3
: 100 gram
Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 0,03 liter/s (cepat)
Zat warna
: 1,5 gram
Waktu cuci
: 75 s
Waktu bongkar : 582 s
Tabel 3.6 Hasil Perhitungan Perhitungan untuk untuk CaCO3 100 gram dan laju alir 0,03 liter/s hw
hs
Cso
Cw
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
V (ml) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
(cm) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
(cm) 6,3 5 4,5 4 3,7 3,7 3,6 3,5 3,4 3,4 3,3
(mg/L) 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015
(mg/L) 0,000315 0,00025 0,000225 0,0002 0,000185 0,000185 0,00018 0,000175 0,00017 0,00017 0,000165
12
2400
3
3,2
0,00015
0,00016
No 13 14
hw (cm) 3 3
V (ml) 2600 2800
hs (cm) 3,2 3,2
Cso (mg/L) 0,00015 0,00015
Cw (mg/L) 0,00016 0,00016
0.00035 0.0003 0.00025 w C
0.0002
0.00015 0.0001 5E-05 0 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Vw
Gambar 3.6 Kurva Hubungan Cw (mg/L) dengan V (ml) untuk CaCO3 100
gram pada laju alir 0,03 liter/s c. Berat CaCO3 : 300 gram Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 0,01 liter/s (lambat)
Zat warna
: 1,5 gram
Waktu cuci
: 87 s
Waktu bongkar : 565 s
Tabel 3.7 Hasil Perhitungan Perhitungan untuk untuk CaCO3 300 gram dan laju alir 0,01 liter/s No 1 2 3 4 5
V (ml) 200 400 600 800 1000
hw 3 3 3 3 3
hs 6,5 6 5,6 5,3 4,8
Cso 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015
Cw 0,000325 0,0003 0,00028 0,000265 0,00024
No 6 7 8
V (ml) 1200 1400 1600
hw 3 3 3
hs 4,7 4,2 3,8
Cso 0,00015 0,00015 0,00015
Cw 0,000235 0,00021 0,00019
9 10 11 12 13 14 15 16 17
1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400
3 3 3 3 3 3 3 3 3
3,8 3,8 3,8 3,8 3,8 3,8 3,8 3,8 3,8
0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015 0,00015
0,00019 0,00019 0,00019 0,00019 0,00019 0,00019 0,00019 0,00019 0,00019
0.00035 0.0003 0.00025 w C
0.0002
0.00015 0.0001 0.00005 0 0
400
800
1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 Vw
Gambar 3.7 Kurva Hubungan Cw (mg/L) dengan V (ml) untuk CaCO3 300
gram pada laju alir 0,01 liter/s d. Berat CaCO3
: 300 gram
Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 0,03 liter/s (cepat)
Zat warna
: 1,5 gram
Waktu cuci
: 82 s
Waktu bongkar : 578 s
Tabel 3.8 Hasil Perhitungan Perhitungan untuk CaCO3 30 300 0 gram dan laju alir 0,03 liter/s hw
hs
Cso
Cw
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
V (ml) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
(cm) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
(cm) 4,7 4 3,8 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,6 3,6 3,6
(mg/L) 0,000015 0,000015 0,000015 0,000015 0,000015 0,000015 0,000015 0,000015 0,000015 0,000015 0,000015
(mg/L) 0,0000235 0,00002 0,000019 0,0000185 0,0000185 0,0000185 0,0000185 0,0000185 0,000018 0,000018 0,000018
12 13 14
2400 2600 2800
3 3 3
3,6 3,6 3,6
0,000015 0,000015 0,000015
0,000018 0,000018 0,000018
0.000025
0.00002
0.000015
w C
0.00001 0.000005
0 0
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
Vw
Gambar 3.8 Kurva Hubungan Cw (mg/L) dengan V (ml) untuk CaCO3 300
gram pada laju alir 0,03 liter/s
Pembahasan
Didalam proses pencucian (backwasing) dilakukan terlebih dahulu pembuatan larutan standar dengan 0,15 gr zat warna yang dilarutkan dalam 1 liter air. Hal ini dilakukan untuk menentukan konsentrasi pada fluida serta sejauh mana operasi pencucian telah dilakukan, dengan cara membandingkan warna larutan standar dengan filtrat hasil cucian. Dalam hal ini mata praktikan berfungsi sebagai detektor. Dari seluruh pencucian didapatkan konsentrasi zat warna pada filtrat semakin lama semakin menurun. Ini dapat dilihat berdasarkan Gambar 3.5 sampai Gambar 3.8. Pada kurva tersebut semakin bertambahnya volume filtrat maka semakin menurun konsentrasi dari air pencucian. Hasil yang didapatkan berdasarkan gambar telah sesuai dengan teori yang ada (melengkung kebawah). Namun penurunan konsentrasi pada kurva tidak seluruhnya menurun, tetapi terdapat pula beberapa titik air pencucian memiliki konsentrasi yang sama. Dikarenakan alat pendetektor warna pada praktikum hanya menggunakan mata manusia (praktikan), menyebabkan akurasi dari analisa tersebut kurang akurat. Dari Gambar 3.5; 3.6; 3.7; dan 3.8, didapat nilai V wopt dengan cara menganalisis pada volume keberapa konsentrasi air cucian mulai konstan. Untuk CaCO3 100 gram dengan laju alir lambat dan cepat, V wopt nya secara berurutan adalah 2600 dan 2400ml, sedangkan pada CaCO 3 300 gram dengan laju air lambat dan cepat adalah 1600 dan 1800 ml. Dari data dapat di hitung volume optimal untuk filtrasi 100 gram CaCO 3 pada laju alir 0,01 liter/s dan untuk filtrasi 100 gram CaCO3 pada laju alir 0,03 3
3
liter/s berturut-turut adalah 4078,113 m dan 24751,39 m . Sedangkan untuk volume optimal untuk filtrasi 300 gram CaCO3 pada laju alir alir 0,01 0,01 liter/s yaitu 0,00206848 sedangkan sedangkan untuk filtrasi 300 gram gram CaCO3 pada laju alir 0,03 liter/s tidak dapat dihitung karena nilai dari Cv negatif. Perhitungan nilai Cv bernilai negatif dapat dilihat pada lampiran.
3.3 Menentukan Nilai Tahanan Ampas (α) dan Tahanan Media (Rm) pada Variasi Laju Alir dan Konsentrasi CaCO3
Pada percobaan ini terjadi proses penyaringan yang dilakukan oleh 2 media. Yang pertama adalah media primer, yaitu media yang merupakan filter yang terbuat dari kain atau kanvas berpori. Dan yang kedua merupakan media sekunder, yaitu media sesungguhnya yang terbentuk dari cake yang tertahan sebelumnyaa oleh media primer. Berdasarkan data percobaan sebelumny p ercobaan maka didapatlah nilai dan juga nilai tahanan tahanan cake (α) dan juga tahanan media (Rm) seperti seperti tabel dibawah ini:
No 1 2 3 4
Run Run 1 Run 2 Run 3 Run 4
Massa CaCo3 100 100 300 300
α (m/kg) 2 1,07 x 10 3 4,57 x 10 180 2 8,98 x 10
-1)
Rm (m 5 6,88 x 10 6 1,41 x 10 5 9,98 x 10 5 1,03 x 10
Menurut teori semakin tinggi konsentrasi slurry maka tahanan ampas ( ) semakin
kecil
dan
tahanan
pada
media
filtrasi
(Rm)
semakin
besar
(Geankoplis,1993), tetapi hasil yang didapatkan tidak sesuai dengan teori. Nilai untuk tahanan ampas dan tahanan pada media filtrasi tidak konstan walaupun hampir mengikuti dasar teori yang ada. Ini disebabkan oleh alat filtrasi yang bocor sehingga tahanan untuk media primer dan sekunder yang didapatkan tidak sesuai.
BAB IV KESIMPULAN dan SARAN
4.1
Kesimpulan
1. Pada laju alir yang sama tetapi dengan massa CaCO3 yang berbeda akan menghasilkan waktu filtrasi yang lebih lama pada massa yang lebih besar. 2. Semakin besar volume filtrasi maka nilai Cw akan menuju ke nilai yang konstan. 3. Tahanan ampas (α) dan tahanan media filtrasi (Rm) semakin kecil untuk setiap kenaikan jumlah CaCO3 yang ditambahkan. 4. Nilai
(m/kg) yang didapat pada percobaan pada penggunaan CaCO 3
100 gram pada laju alir 0,01 liter/s dan 0,03 liter/s serta pada penggunaan CaCO3 300 gram pada laju alir 0,01 liter/s dan 0,03 liter/s 2
3
2
berturut-turut adalah 1,07 x 10 ; 4,57 x 10 ; 180; dan 8,98 x 10 5. Nilai Rm (m ) yang didapat pada percobaan pada penggunaan CaCO 3 -1
100 gram pada laju alir 0,01 liter/s dan 0,03 liter/s serta pada penggunaan CaCO3 400 gram pada laju alir 0,01 liter/s dan 0,03 liter/s 5
6
5
5
berturut-turut adalah 6,88 x 10 ; 1,41 x 10 ; 9,98 x 10 ; 1,03 x 10 . 4.2. Saran
1.
Dalam penentuan konsentrasi air pencucian diharapkan lebih teliti karna karna akan berpengaruh terhadap analisa konsentrasi filtrat.
2. Saat menentukan waktu filtrasi dibutuhkan ketepatan dalam melihat volume saat mencapai batas yang ditentukan agar waktu yang diperoleh akurat. 3.
Lebih berhati-hati terhadap terhadap alat yang dipakai seperti gelas gelas ukur ukur yang berbahan kaca dengan tempat yang kurang safety.
DAFTAR PUSTAKA
– Faktor Anonim. 2011. Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Proses Filtrasi. http://id. Shvoong.com/exact-science Shvoong.c om/exact-sciences/chemistry/223194 s/chemistry/2231949-faktor-faktor-yang9-faktor-faktor-yangmempengaruhi-proses/#ixzz2A6dUrCo mempengaruh i-proses/#ixzz2A6dUrCoC. C. [ Diakses tanggal 1 November 2012] Cabe. Mc. W. L, dkk. 1985. Unit Opertaion of Chemical Engineering, edisi ke 5, Mc Graw Hill Book Co. Inc, New York. Coulson, J. M and Richardson, J. F. 2005. An Introduction to Chemical Engineering
Design,
Vol.6,
4
th
edition.,
Elsevier
Butterworth-
Heinemann, United Kingdom. Departemen Teknik Kimia ITB. 2007. Panduan Pelaksanaan Laboraturium Instruksional I/II, Modul Filtrasi. Bandung : ITB. Geankoplis, C.J. 1993. Transport Process and Unit Operation, 3
rd
edition,
Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey. Larian, M. G. 1958. Fundamentals of Chemical Engineering Operations,Prentice Hall Inc, New Jersey. Palaka. 2010. Filtrasi Cepat . http://bhupalaka.files.wordpress.com/201 http://bhupalaka.files.wordpress.com/2010/12/filter 0/12/filter _cepat.pdf. [ Diakses tanggal 1 November 2012]. Tim penyusun. Penuntun Praktikum Laboratorium Teknik Kimia I . Fakultas Teknik. Universitas Riau. 2011.
LAMPIRAN B Menentukan ∆tf/∆V dengan Menggunakan Persamaan Non Compressible Cake
1. Berat CaCO3 Laju alir
: 100 gram : 10 mL/s (rendah)
Volume air
: 7 liter
Vw1 = 200 mL
Vw2 = 400 mL
Vw3 = 600 mL
ΔV1 = 200 mL
ΔV2 = 200 mL
ΔV3 = 200 mL
tf 1 = 20.09 detik
tf 2 = 42.99 detik
tf 3
=
= 59.37 detik
=
0.1038 Untuk perhitungan
dengan tf yang lain, dapat dihitung dengan rumus seperti
yang di atas. 2. Berat CaCO3
: 100 gram
Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 30 mL/s (cepat)
Vw1 = 200 mL
Vw2 = 400 mL
Vw3 = 600 mL
ΔV1 = 200 mL tf 1 = 4.18 detik
ΔV2 = 200 mL tf 2 = 10.53 detik
ΔV3 = 200 mL tf 3 = 16.02 detik
= =0.0339 Untuk perhitungan dengan tf yang lain, dapat dihitung dengan rumus seperti yang di atas.
3. Berat CaCO3 Volume air
: 300 gram : 7 liter
Laju alir
: 10 mL/s (lambat)
Vw1 = 200 mL
Vw2 = 400 mL
Vw3 = 600 mL
ΔV1 = 200 mL
ΔV2 = 200 mL
ΔV3 = 200 mL
tf 1 = 5.76 detik
tf 2 = 8.91 detik
tf 3
= 17.28 detik
= = 0,0027 Untuk perhitungan dengan tf yang lain, dapat dihitung dengan rumus seperti yang di atas.
4. Berat CaCO3
: 300 gram
Volume air : 7 liter Laju alir : 30 mL/s (cepat)
Vw1 = 200 mL
Vw2 = 400 mL
Vw3 = 600 mL
ΔV1 = 200 mL
ΔV2 = 200 mL
ΔV3 = 200 mL
tf 1 = 5.67 detik
tf 2 = 11.11 detik
tf 3
Untuk perhitungan
=
= 17.32 detik
= 0.025275
dengan tf yang lain, dapat dihitung dengan rumus seperti
yang di atas.
Menentukan Hubungan Cw Dan V pada Proses Pencucian Filter
1. Berat CaCO3
: 100 gram
Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 10 mL/s (lambat)
Zat warna
: 1,5 gram
Waktu cuci
: 87 s
Waktu bongkar
V
: 631 s
= 200 mL
hw = 3 cm hs
= 5.1 cm
Cso = 0.00015 mg/L
Cw = C50 x
= 0.00015 x = 0.000255 mg/L
Untuk perhitungan perhitungan Cw yang lain, dapat dapat dihitung dengan dengan rumus seperti seperti yang di atas. 2. Berat CaCO3
: 100 gram
Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 30 mL/s (cepat)
Zat warna
: 1,5 gram
Waktu cuci
: 75 s
Waktu bongkar
: 582 s
V
= 200 mL
hw = 3 cm hs
= 6.3 cm
Cso = 0.00015 mg/L
Cw = C50 x
= 0.00015 x = 0.000315 mg/L
Untuk perhitungan perhitungan Cw yang lain, dapat dapat dihitung dengan dengan rumus seperti seperti yang di atas. 3. Berat CaCO3 Volume air
: 400 gram : 7 liter
Laju alir
: 10ml/s (lambat)
Zat warna
: 1,5 gram
Waktu cuci
: 87.36 s
Waktu bongkar
: 565.81 s
V
= 200 mL
hw = 3 cm hs
= 6.5 cm
Cso = 0.00015 mg/L
Cw = C50 x
= 0.00015 x
= 0.000325 mg/L
Untuk perhitungan Cw yang lain, dapat dihitung dengan rumus seperti yang di atas. 4. Berat CaCO3
: 300 gram
Volume air
: 7 liter
Laju alir
: 30 ml/s (cepat)
Zat warna
: 1,5 gram
Waktu cuci
: 82.85 s
Waktu bongkar
: 578.16 s
V
= 200 mL
hw = 3 cm hs
= 4.7 cm
Cso = 0.00015 mg/L
Cw = C50 x
= 0.00015 x = 0.0000235 mg/L
LAMPIRAN C
Data : 5
Tekanan (ΔP)
= 1 atm = 1,013 x 10 Pa
Luas plate (A)
= 8 x (0,2 m x 0,2 m) = 0,32 m
Run 1 CaCO3 100 gram laju alir
= 0,01 l/s
Run 2 CaCO3 100 gram laju alir
= 0.03/s
Run 3 CaCO3 300 gram laju alir
= 0,01 l/s
Run 4 CaCO3 300 gram laju alir
= 0,03 l/s
Laju alir lambat
= laju alir 0,01 l/s
Laju alir cepat
= 0,03 l/s
2
Perhitungan : 1. Run 1 pada CaCO3 100 gram laju alir 10ml/s
ΔP
= 101000 Pa
A
= 0,32 m
Slope
= 3E-05
Intercept
= 0,041
Cv =
2
=
2
m Pa s
Ve =
=
m
3
Untuk perhitungan perhitungan Cv dan Ve yang lain, dapat dapat dihitung dengan dengan rumus seperti yang di atas. ΔP
= 101000 Pa
A
= 0,32 m
Vw
= 2600 mL
V
= 3400 mL
tp
= 631 s
Cv
= -0.155136 m Pa s
Ve
= 136.666667 m
2
2
3
= 0,5 Vopt { } = {
K
=
}
= 4078.113259 tsopt =
} {
=
= 1555.76
Data : -3
Viskositas CaCO3 = 0,93 x 10 kg/ms 3
Densitas CaCO3
= 996,9 kg/m
Massa CaCO3
= 0,1 kg
Densitas
= 996,6 kg/m
3
-3
Viskositas
= 0,93 x 10 kg/ms
0,5
Volume air
= 7 liter
ΔP
= 101000 Pa
A
= 0,32 m
Slope
= 3E-05
Intercept
= 0.041
2
Kp = slope x 2 = 3E-05 3E-05 x 2 = 6.00E-05 Cx = massa CaCO3 x volume air = 0,1 x 7 = 0,01429 kg/L
3 = 14,24 kg/m = =
Cs = α Rm
2. Run 2 pada CaCO3 100 laju alir 30 ml/s ΔP
= 101000 Pa
A
= 0,32 m
Slope
= -7E-07x
Intercept
= 0,027
2
= 3 m = =
Cv = Ve
ΔP
= 101000 Pa
A
= 0,32 m
Vw
= 2400 mL
V
= 2800 mL
tp
= 582 s
Cv
= 0.00361985 m Pa s
Ve
= -38571.4286 m
2
2
3
m
2
Pa s
= }0,5 = { Vopt {
K
=
}
3
= 2471.39549 m
} { ( ) =
tsopt =
= 868.7 s
Data : Viskositas CaCO3
= 0,93 x 10 kg/ms
Densitas CaCO3
= 996,9 kg/m
-3
3
Massa CaCO3
= 0,1 kg
Densitas
= 996,6 kg/m
Viskositas
= 0,93 x 10 kg/ms
Volume air
= 7 liter
ΔP
= 101000 Pa
3
-3
2
A Slope
= 0,32 m = -7E-07x
Intercept
=0,027
Kp = slope x 2 = -7E-07 -7E-07 x 2 = -3.5E-07 Cx = massa CaCO3 x volume air = 0,1 x 7 = 0,01429 kg/L
3 = 14,24 kg/m =
Cs = α
Rm =
0,5
3. Run 3 pada CaCO3 300 gram laju alir 10 ml/s
ΔP
= 101000 Pa
A
= 0,32 m
Slope
= -4E-07x
Intercept
= 0,029
2
= 3 = m =
Cv = Ve
ΔP A
= 101000 Pa 2 = 0,32 m
Vw
= 1600 mL
V
= 3400 mL
tp
= 565.81 s
Cv
=
Ve
= -72500 m
m
2
Pa s
2
m Pa s
3
= Vopt { }0,5 0,5 { }
K
=
= 50322.49994 m 3
} { = ) (
tsopt =
= 565.81 s
=
Data : -3
Viskositas CaCO3
= 0,93 x 10 kg/ms
Densitas CaCO3
= 996,9 kg/m
3
Massa CaCO3
= 0.3 kg
Densitas
= 996,6 kg/m
Viskositas
= 0,93 x 10 kg/ms
Volume air
= 7 liter
ΔP
= 101000 Pa
A
= 0,32 m
Slope
= -4E-07x
Intercept
=0,029
3
-3
2
Kp = slope x 2 = -4E-07 -4E-07 x 2 = -8E-07 Cx = massa CaCO3 x volume air = 0,3 x 7 = 2.1 kg/L
3 = 5658.0811 kg/m = -0.001572 = 1007828
Cs = α Rm
4. Run 4 pada CaCO3 300 gram laju alir 30 ml/s
ΔP
= 101000 Pa
A
= 0,32 m
Slope
= -2E-5x
Intercept
= 0,003
2
2 m Pa s = 3 = m =
Cv = Ve
ΔP
= 101000 Pa
A
= 0,32 m
Vw
= 1800 mL
V
= 2800 mL
tp
= 578.16 s
Cv
=-0.10342m Pa s
Ve
= 150 m
2
2
3
= 0,5 Vopt { } = {
K
=
}
0,5
= 6130.926 m 3
tsopt =
} { = ) ( = 1145.157 s
Data : -3
Viskositas CaCO3
= 0,93 x 10 kg/ms
Densitas CaCO3
= 996,9 kg/m
3
Massa CaCO3
= 0.3 kg
Densitas
= 996,6 kg/m
Viskositas
= 0,93 x 10 kg/ms
Volume air
= 7 liter
ΔP
= 101000 Pa
A
= 0,32 m
Slope
= -2E-5x
Intercept
= 0,003
3
-3
2
Kp = slope x 2 = -2E-05 -2E-05 x 2 = -0.00004 Cx = massa CaCO3 x volume air = 0,3 x 7 = 2.1 kg/L Cs = α Rm
=
3
5658.0811 kg/m
= -0.07862 = 1402580.6
View more...
Comments
