laporan tetap sentrifugasi

LAPORAN TETAP SATUAN OPERASI PEMISAHAN SENTRIFUGASI 1

Disusun Oleh: Kelompok 1 Kelas 3 KD Nama: 1. Anadiya Morlina 2. Dara Cita Mammoria 3. M. Dzikrieansyah Imron 4. Mega Silvia 5. Rena Nuryana 6. Riska 7. Tri Utami Putri

(061330401007) (061330401010) (061330401013) (061330401016) (061330401019) (061330401023) (061330401026)

Instruktur: Ir. Selastia Yuliati,M.Si

JURUSAN TEKNIK KIMIA 2014

PEMISAHAN SENTRIFUGASI

I.

TUJUAN 1. Memisahkan suatu padatan dalam cairan atau campuran cair – cair (yang memiliki massa jenis yang berbeda) dengan cara pemusingan (sentrifugasi). 2. Memahami prinsip kerja alat sentrifugasi.

II. ALAT DAN BAHAN 2.1 Alat – alat yang digunakan 1. Beaker plastik 2 liter

3 buah

2. Gelas Kimia 1 liter

1 buah

3. Piknometer

1 buah

4. Saringan + Baskom

1 buah

5. Seperangkat alat disc bowl centrifuge

1 set

2.2 Bahan – bahan yang digunakan 1.

Santan

±2 liter

III. DASAR TEORI Centrifuge adalah alat untuk memisahkan slurry (padatan dalam cairan) atau campuran cair – cair yang memiliki massa jenis berbeda secara pendorong, prosesnya disebut sentrifugasi. Gaya sentrifugal adalah gaya yang terjadi akibat perputaran, arah gayanya adalah dari sumbu(pusat) alat ke arah jari-jari luar.

Gaya sentrifugasi, Fe dalam N dapat dirumuskan sebagai berikut :

(

)

(

)

kecepatan rotasi dinyatakan sebagai N, dimana N = rev / mnt, sehingga

Substitusi ke Fe menjadi :

(

)

( (

) )

IV. PROSEDUR KERJA 1. Membersihkan bagian – bagian dari sentrifuge dengan cara dicuci, kemudian keringkan sebelum dipakai dalam percobaan. 2. Menyusun bagian – bagian dari peralatan sentrifuge sehingga siap pakai. 3. Menyiapkan santan sebanyak ±2 liter. 4. Memasukkan ke dalam bejana alat centrifuge kemudian tutup lubang pada alat. 5. Kecepatan yang digunakan bervariasi dengan menggunakan beberapa run, yaitu 4,8 dan 10. 6. Meletakkan beaker plastik pada masing – masing keluaran, keluaran heavy liquid dan light liquid. 7. Menyalakan alat centrifuge, tunggu

6 menit, atau sampai sentrifuge terdengar

stabil. Membuka lubang bejana centrifuge dan tunggu sampai aliran pada masing – masing keluaran berhenti menetes. 8. Mencatat suhu, densitas dan volume masing – masing keluaran. 9. Mencampurkan kembali, lalu masukkan ke dalam bejana. Lakukan kembali dengan kecepatan berbeda. 10. Setelah semua selesai, bongkar alat lalu bersihkan.

V. DATA PENGAMATAN 5.1 Percobaan 1

N

Volume

Volume

Volume

(rpm)

awal (ml)

light (ml)

heavy (ml)

(gr / ml)

1500

1363,24

743,98

368,75

1,0072

light

F light

F heavy

(gr/ml)

(N)

(N)

0,958

919,118

453,37

heavy

VI. PERHITUNGAN Percobaan ke – 1

6.1 Penentuan Density  Mencari Densitas Berat piknometer kosong Berat piknometer + tutup + aquades Berat piknometer + santan + tutup(awal) Berat piknometer + santan + tutup(light liquid) Berat piknometer + santan + tutup(heavy liquid)

= 36,95 gr = 61,64 gr = 61,70 gr = 61,82 gr = 60,61 gr

Berat air = (Berat piknometer + tutup + aquades) – ( Berat piknometer kosong = 61,64 gr - 36,95 gr = 24,69 gr

Volume piknometer = = 24,69 ml  Densitas santan (awal)

 Densitas Light Liquid

 Densitas Heavy Liquid

6.2 Penentuan Volume Santan  Santan Awal

 Light Liquid

 Heavy Liquid

6.3 Penentuan gaya sentrifugal pada Light Liquid dan heavy Liquid (

) (

) ; dimana r = 5 cm

1. F heavy liquid pada N = 1500 rpm (

)

(

)

r = 5 cm

(

⁄

⁄

( ⁄

)

)

2. F light liquid pada N = 1500 rpm (

)

(

)

r = 5 cm

(

⁄

⁄

( ⁄

)

)

VII. ANALISA PERCOBAAN Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat dianalisa bahwa sentrifugasi merupakan proses untuk memisahkan suatu campuran (padat – cair atau cair – cair) dengan menggunakan perbedaan massa jenis dari komponen dalam campuran tersebut. Alat sentrifugasi yang digunakan ialah disc bowl yang dipisahkan menurut fraksi ringan dan fraksi berat. Prinsip kerja sentrifugasi adalah apabila slurry atau campuran cair-cair (yang memiliki massa jenis berbeda) masuk ke dalam bejana sebagai umpan, maka akan mengalami pemisahan antara partikel dengan massa jenis yang lebih besar dan partikel dengan massa jenis lebih ringan yang keluar ke arah jarijari luar bejana, sehingga terjadi proses pemisahan. Komponen yang akan dipisahkan adalah padatan dalam cairan dari santan encer. Komponen yang memiliki massa jenis lebih besar atau lebih berat akan keluar dari bagian bawah tempat keluaran alat disc bowl centrifuge, komponen yang lebih berat disebut heavy liquid sedangkan komponen yang memiliki massa jenis ringan akan keluar dari bagian atas tempat keluaran, komponen yang memiliki massa jenis ringan disebut light liquid. Pada percobaan ini berat santan encer awal adalah 1363,24 ml, setelah terjadi proses pemisahan pada alat, berat santan yang terbagi dua, yaitu heavy liquid sebanyak 368,75 ml dan light liquid sebanyak 768,98 ml. Santan yang hilang atau terbuang adalah 245,51 ml. Dari data tersebut dapat dihitung densitas dan gaya sentrifugal masing-masing larutan santan, untuk light liquid densitasnya 1,0072 gr/ml dan heavy liquid 0,958 gr/ml sedangkan untuk gaya sentrifugal pada light liquid 919,118 N dan heavy liquid 435,37 N. Dapat diketahui bahwa densitas dan gaya sentrifugal larutan light liquid lebih besar dari heavy liquid.

VIII. KESIMPULAN Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:  Sentrifugasi merupakan proses untuk memisahkan suatu campuran (padat – cair atau cair – cair) dengan menggunakan perbedaan massa jenis dari komponen dalam campuran tersebut.  Alat sentrifugasi yang digunakan ialah disc bowl yang dipisahkan menurut fraksi ringan dan fraksi berat.  Berdasarkan hasil perhitungan, didapat hasil: -

Densitas: Heavy Liquid

= 0,959 gr/ml

Light Liquid

= 1,0072 gr/ml

-

Gaya Sentrifugal:

-

Heavy Liquid

= 435,37 N

-

Light Liquid

= 919,118 N

IX. DAFTAR PUSTAKA Jobsheet.2014. Penuntun Praktikum Satuan Operasi 1. Palembang.POLSRI. Sumber lain: http://www.scribd.com

X. GAMBAR ALAT

(Seperangkat Alat Disc Bowl Centrifuge)

( Beaker Plastik)

(Piknometer)

Teori Tambahan

Secara umum sentrifugasi adalah proses pemisahan dengan menggunakan gaya sentrifugal sebagai driving force. Pemisahan dapat dilakukan terhadap fasa padat cair tersuspensi maupun campuran berfasa cair-cair. Pada pemisahan dua fasa cair dapat dilakukan apabila kedua cairan mempunyai perbedaan rapat massa. Semakin besar perbedaan rapat massa dari kedua cairan semakin mudah dipisahkan dengan cara sentrifugasi. Semakin mudah dipisahkan yang dimaksud adalah semakin kecil energi yang diperlukan untuk proses pemisahannya. Dua cairan yang dipisahkan dengan metode sentrifugasi biasanya berbentuk dua fasa cair yang teremulsi. Pemisahan paling sering kita jumpai dalam industri adalah pemisahan lemak yang terdapat dalam susu full cream. Dengan sentrifugasi dipisahkan lemaknya sehingga diperoleh susu skim, susu dengan kadar lemak yang rendah, yaitu berkisar ±3% berat. Dalam keperluan lain operasi sentrifugasi juga dapat berfungsi ganda, yaitu sebagai pemisah untuk campuran maupun sebagai operasi yang membantu proses pengeringan bahan. Fungsi pengeringan utamanya biasanya adalah adanya tarikan udara vakum atau suhu yang agak tinggi. Salah satu teknik yang dapat dipergunakan untuk memisahkan campuran ini adalah teknik sentrifugasi, yaitu metode yang digunakan dalam untuk mempercepat proses pengendapan dengan memberikan gaya sentrifugal pada partikel-partikelnya. Gaya sentifugal adalah gaya yang terjadi akibat adanya putaran, arah gayanya adalah dari titik pusat putaran keluar menuju jari-jari luar. Pemisahan menggunakan gaya ini pada penerapannya biasanya dikenakan pada pemisahan fasa padat dengan fasa cair yang tercampur. Pemisahan menggunakan gaya ini dilakukan apabila perbedaan densitas antara kedua fasa tidak terlalu besar, bisa dalam bentuk campuran suspensi, sehingga pemisahan dengan gravitasi sukar dilakukan. Pemisahan sentrifugal menggunakan prinsip dimana objek diputar secara horizontal pada jarak tertentu. Apabila objek berotasi di dalam tabung atau silinder yang berisi campuran cairan dan partikel, maka campuran tersebut dapat bergerak menuju pusat rotasi, namun hal tersebut tidak terjadi karena adanya gaya yang berlawanan yang menuju ke arah dinding luar silinder atau tabung, gaya tersebut adalah gaya sentrifugasi. Gaya inilah yang

menyebabkan partikel-partikel menuju dinding tabung dan terakumulasi membentuk endapan. Pemisahan antara dua fasa cair yang membentuk emulsi juga dapat dilakukan dengan cara pemberian gaya sentrifugal. Gaya ini berfungsi ganda, yaitu sebagai perusak sistem emulsi dan memisahkan kedua fasa cairnya. Peralatan sentrifugasi terdiri dari : a. pengendapan sentrifugal / centrifugal setting :

b.

-

turbular

: pemisahan liquid – liquid emulsion

-

disc bowl

: pemisahan liquid – liquid

filtrasi sentrifugal Gaya sentrifugal digunakan untuk mendapatkan perbedaan tekanan sehingga

slurry dalam filter akan mengalir ke penyaring. Pada operasi sentrifugasi dengan cara pengendapan, kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh, kecepatan sudut disamping faktor – faktor lain seperti pada perhitungan kecepatan sedimentasi. Laju alir volumetrik umpan dipengaruhi oleh kecepatan sudut

, diameter partikel (Dp),

density partikel dan cairan, viskositas dan diameter tabung centrifuge. Disc Bowl Centrifuge Disk-mangkuk sentrifugal yang umum digunakan dalam bioseparation, karena menawarkan pemisahan kontinyu. Yang ditumpuk disk kerucut memungkinkan area sedimentasi besar dalam volume yang relatif kompak. Pakan memasuki kompartemen yang sebenarnya di bagian bawah mangkuk dan perjalanan ke atas melalui kecepatan vertikal lubang pakan, mengisi ruang antara cakram. Disc mangkuk sentrifugal adalah dangkal lebar silinder bawah didorong mangkuk berputar dengan kecepatan sedang dari 6000 rpm dalam casing stasioner dari 30 cm sampai 100 cm diameter.

Skema Alat Disc Bowl Centrifuge

Gambar 1. Disk Bowl Centrifuge

Gambar 2. Prinsip Kerja Disk Bowl Centrifuge

Centrifuge yang digunakan dalam percobaan ini adalah disc bowl yang beroperasi secara batch. Alat ini terdiri dari piringan – piringan berbentuk mangkok tersusun membentuk satu kesatuan. Tiap piringan terdapat lubang kecil ditengah untuk jalannya umpan, sedangkan piringan mangkok membentuk celah sebagai jalan keluar untuk masing-masing cairan yang

mengandung berat jenis berbeda, setelah dikenai gaya sentrifugal. Perolehan dari masingmasing celah akan terkumpul dan keluar dari dua jalan yang berbeda.

Aplikasi Sentrifugasi Ada banyak aplikasi lain untuk sentrifugasi dalam pengolahan makanan, misalnya mangkuk berbentuk tabung mesin untuk mengklarifikasi sari dan gula sirup memisahkan hewan darah ke dalam plasma dan hemoglobin, nozzle dan mesin membuka diri untuk dewatering pati dan sentrifuge untuk memulihkan decanting hewan dan tumbuhan protein, memisahkan lemak dari daging dan memisahkan comminuted kopi dan teh slurries. Begitu pula dalam proses pembuatan minyak kelapa, dimana teknik pemisahan sentrifugasi cukup berperan. Buah kelapa dihancurkan, dan diperas sehingga didapat bagian santan. Didalam santan terdapat campuran minyak dengan air. Dengan melakukan sentrifugasi dengan kecepatan antara 3000-3500 rpm, maka terjadi pemisahan dan terdapat dua bagian yaitu fraksi kaya minyak (krim) dan fraksi miskin minyak (skim). Selanjutnya krim diasamkan, kemudian diberi perlakuan sentrifugasi sekali lagi untuk memisahkan minyak dari bagian bukan minyak. Dalam pengolahan minyak kelapa, sering juga dilakukan modifikasi khususnya dalam pemisahan krim untuk mendapatkan bagian minyak. Modifikasi tersebut dilakukan dengan cara pemanasan krim, dan akan dihasilkan padatan dan minyak, selanjutnya dengan penyaringan kita dapatkan minyak kelapa yang bersih dan jernih.