filtrasi-kelompok 4j
Post on 12-Apr-2016
279 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Filtrasi Kelompok 4JAulia RahmiM. Alfinuha NabilMutiara PrimasterZulfahmi Ferdiansyah
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Tujuan PercobaanUji coba filtrasi pada tekanan konstan dengan menggunakan filter press kecil
Observasi mekanisme
pemisahan soild liquid
Mengukur jumlah filtrat per unit waktu, pada filtrasi larutan slurry pada P konstan
Menguji persamaan Ruth- Lewis, dan
menentukan konstanta yang ada dalam persamaan
Filtrasi
>
Proses pemisahkan zat padatan dari fluida pelarutnya (cair ataupun gas) dengan melewatkannya pada media
berpori. Untuk menghilangkan sebanyak mungkin zat yang
tersuspensi maupun koloid, pada permukaan berposi.Faktor yang
mempengaruhiKarakteristik padatanKomposisi padatan dan cairan dalam
campuranViskositas larutan
Pressure dropKecepatan linear yanng melewati luasan
filter (permukaan berpori)
KlasifikasiBatch Continuous
Aliran dapat diulang untuk memisahkan cake dalam
jumlah besar pada satu
proses
Secara terus menerus,
biasanya tidak berulang dan lebih sering
bertahap dengan
membedakan porositas
permukaan
Persamaan Routh• Apabila filtrasi dilakukan
dengan ΔP konstan, maka hubungan antara waktu tertentu t dengan total volum filtrat Vf yang terkumpul dalam waktu t, dapat diekspresikan dalam persamaan :
• j dan h adalah konstanta yang dicari dari percobaan
• Persamaan lain yang menggambarkan hubungan antara t dan Vf adalah :
– μ = viskositas– Rf = Tahanan filter cloth– 𝛼 = tahanan spesifik
cake, m/kg– C = berat solid/volum
liquid, kg/m3
– A = luas permukaan filter
Persamaan Lewis
Dengan : n,m, K adalah konstanta yang ditentukan oleh percobaan.
• Jika dimisalkan, , kemudian kedua ruas diubah menjadi bentuk logaritma, maka persamaan Lewis menjadi:
m.log Vf = log C + log t log t = m.log Vf - log C
y = a x + b• Dari bentuk tersebut maka dapat diplot
grafik antara log Vf sebagai sumbu-x dan log t(waktu) sebagai sumbu-y
• Jika (Vf/ K.A) dimisalkan sebagai β dan persamaan diubah ke dalam bentuk logaritma maka bentuknya menjadi :
log t = -n log ∆P + log βy = a x + b
• Dari data percobaan log ∆P (sumbu-x) dan log t (sumbu-y) dapat diplot sebagai sebuah grafik yang menghasilkan persamaan garis lurus (linear)
Persiapan Alat
Mempersiapkan alat untuk melakukan
percobaan
Rubber PackingFilter Cloth
FramePlate
Mencuci alat-alat percobaan tersebut
Menyusun rubber packing-filter cloth-
frame-plate dan memutar roda
handle, memastikan tidak terjadi kebocoran
Foto Alat
Foto alat, keseluruhan tampak depanUkuran reservoir 40 cm (tinggi) dan 35 cm (diameter)
Foto Alat
Rubber packing—filter cloth—frame filter cloth—rubber packing—plateUkuran frame
9,5 x 10,5 cm
Foto Alat
Filtrate delivery
valve
Drain valve
Feed valve
Return valve
Foto Alat
Pressure Gauge
Roda handle
Foto Alat
Gelas ukur
Motor pengaduk
Persiapan BahanSlurry—campuran tepung
terigu dengan air
Menutup drain valveMemasukkan tepung terigu
dengan massa tertentu kemudian air dengan level
tertentuUniform
Metode Percobaan
1• Membuka return valve dan menutup valve
serta menyalakan pompa
2• Mengatur feed valve secara terus menerus
selama praktikum untuk mempertahankan tekanan operasi tetap konstan
3• Membuka filtrat delivery valve untuk
mendapatkan filtrat dari hasil penyaringan slurry, lalu dikumpulkan, untuk melihat banyak filtrat tiap 2 menit sebanyak 10 kali
4
• Mengulangi prosedur percobaan untuk variasi tekanan yang berbeda. Jumlah filtrat yang berhasil dikumpulkan pada setiap selang waktu kemudian menjadi data yang akan di olah selanjutnya
Data pengamatant Vf
2 70
4 130
6 185
8 235
10 280
12 325
14 370
16 420
18 460
20 495
t Vf
2 100
4 170
6 230
8 290
10 350
12 410
14 465
16 515
18 560
20 600
t Vf
2 110
4 225
6 330
8 430
10 525
12 620
14 715
16 810
18 900
20 985
P = 2 psi P = 4 psi P = 6 psi
P= 4 psi P= 6 psi
Massa Cake 65 gr 140 gr
Pengolahan Data (Persamaan Routh)
dimodifikasi menjadi :
Persamaan Ruth :
y a x b
Grafik Vf bs t/Vf untuk P= 2 psi
𝐭𝐕𝐟 =
𝟏𝐡 𝐕𝐟 +𝟐 𝐉
𝐡
0 100 200 300 400 500 6000.00000
0.50000
1.00000
1.50000
2.00000
2.50000
3.00000
f(x) = 0.00160087184522887 x + 1.64806441429704
Vf vs t/Vf
Vf
t/Vf
Grafik Vf bs t/Vf untuk P= 4 psi
𝐭𝐕𝐟 =
𝟏𝐡 𝐕𝐟 +𝟐 𝐉
𝐡
0 100 200 300 400 500 600 7000.00000
0.50000
1.00000
1.50000
2.00000
2.50000
f(x) = 0.00139761250434217 x + 1.17444483565961
Vf vs t/Vf
Vf
t/Vf
Grafik Vf bs t/f untuk P= 6 psi
𝐭𝐕𝐟 =
𝟏𝐡 𝐕𝐟 +𝟐 𝐉
𝐡
0 200 400 600 800 1000 12000.95000
1.00000
1.05000
1.10000
1.15000
1.20000
1.25000
f(x) = 0.000171450854068548 x + 1.04784985298883
Vf vs t/Vf
Vf
t/Vf
Konstanta Persamaan Ruthnya
Jadi, nilai konstanta yang diperoleh pada persamaan Ruth ini :
AP(psi) h J
2 625 515
4 714,28 419,28
6 5847,95 3061,4
Pengolahan Data (Persamaan Lewis 1, m dan C)
dimodifikasi dengan permisalan :
Persamaan Lewis (1) :
Sehingga persamaan Lewisnya menjadi :
dilogaritmakan menjadi :
y a x b
Grafik Log Vf vs Log t untuk P= 2 psi
1.80000 1.90000 2.00000 2.10000 2.20000 2.30000 2.40000 2.50000 2.60000 2.70000 2.800000.00000
0.50000
1.00000
1.50000
2.00000
2.50000
3.00000
3.50000
f(x) = 1.17904891856501 x − 0.106955953497797
Log Vf vs Log t
log Vf
log
t
Grafik Log Vf vs Log t untuk P= 4 psi
1.90000 2.00000 2.10000 2.20000 2.30000 2.40000 2.50000 2.60000 2.70000 2.80000 2.900000.00000
0.50000
1.00000
1.50000
2.00000
2.50000
3.00000
3.50000
f(x) = 1.2665088259259 x − 0.445935976317427
Log Vf vs Log t
log Vf
log
t
Grafik Log Vf vs Log t untuk P= 6 psi
1.80000 2.00000 2.20000 2.40000 2.60000 2.80000 3.00000 3.200000.00000
0.50000
1.00000
1.50000
2.00000
2.50000
3.00000
3.50000
f(x) = 1.05832561101642 x − 0.0978296589663557
Log Vf vs Log t
log Vf
log
t
Pengolahan Data (Persamaan Lewis 2, n dan K)
dimodifikasi menjadi : dengan memisalkan :
Persamaan Lewis (2) :
Sehingga persamaan Lewisnya menjadi :
Yang ketika dilogaritmakan menjadi :
y a x b
Nilai t pada persamaan :
dicari dengan mensubstitusikan nilai Vf ke ketiga persamaan yang didapat sebelumnya pada saat Vf terdapat pada rentang setiap ketiga percobaan yang dilakukan. Kami menentukan nilai Vf = 400 mL.
y = 1,179x - 0,107y = 1,266x - 0,445y = 1,058x - 0,097
Lalu, mesubstitusikan nilai log(400) ke ketiga persamaan di samping.
log t t ∆P log ∆P
2,961914,1
12 0,301
2,849706,3
14 0,602
2,656452,8
96 0,778
Maka, didapatkan :
Grafik Log ∆P vs Log t
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.92.5
2.55
2.6
2.65
2.7
2.75
2.8
2.85
2.9
2.95
3
f(x) = − 0.61060251041231 x + 3.16414094000103
Log ∆P vs Log t
log ∆P
log
t
Persamaan
y = -0,610 x + 3,164
-n -0,610
n 0,610
log β 3,164
β 1458,81
Menentukan konstanta K
• Konstanta K terdapat pada variabel β, yakni : Nilai m yang digunakan adalah nilai m rata-rata yang didapatkan pada saat 2
psi, 4 psi, dan 6 psi, yaitu :
A (Luas permukaan) merupakan luas permukaan filter, yakni = 99,75 cm2
Maka, harga K :
KONSTANTA LEWISNYA
AP(psi) m C N K
2 1,179 1,2704
0,61 0,007044 1,266 2,7861
6 1,058 1,2502
ANALISIS HASIL• Volume filtrat yang diperoleh berbanding
lurus dengan tekanan sistem yang diterapkan.
• Selain bertambahnya filtrat (pada tekanan berbeda), kenaikan tekanan sistem juga mempercepat penumpukan cake pada filter sehingga volume penambahan filtrat per waktunya akan semakin menurun.
Analisis Hasil Persamaan Ruth• Dalam penentuan konstanta pada persamaan Ruth,
percobaan ketiga (6 psi) mengalami perbedaan yang sangat signifikan terhadap tekanan 2 psi dan 4 psi (analisis kesalahan).
AP (psi)
h j
2 625 515
4714,2
8419,2
8
65847,
953061,
4
• Semakin besar ΔP sistem, semakin besar pula konstanta h nya.
Analisis Hasil Persamaan Lewis• Pada persamaan lewis ini, penentuan volume
untuk mendapatkan nilai K berada pada rentang yang tedapat pada ketiga percobaan karena proses pensubstitusian ini akan dimasukkan ke ketiga persamaan garis yang didapat di mana proses regresi ini dilakukan dari rentang volume filtrat tertentu. Oleh karena itu, penentuan volume ini harus terdapat di rentang ketiga percobaan tersebut agar didapatkan harga K yang akurat.
• Konstanta yang didapatkan, yaitu :
AP (psi)
mC
nK
2 1,179
1,2704
0,610
7,04 x 10-3
4 1,266
2,7861
6 1,058
1,2502
Analisis Kesalahan• Pada Persamaan Ruth, khususnya pada tekanan 6 psi,
menunjukkan nilai h dan J yang sangat jauh dari lainnya. Hal ini disebabkan pada saat praktikum terdapat perbedaan perlakuan, di antaranya :1. Pada saat akan melakukan percobaan dengan tekanan 6
psi, peralatan dibersihkan secara total sehingga tidak ada cake pada saat awal percobaan, sedangkan percobaan 2 psi dan 4 psi tidak dilakukan.
2. Pada tekanan 6 psi, praktikan secara tidak sengaja memutar valve filtrat (v-4) yang mana pada tekanan 2 psi dan 4 psi valve ini tidak diputar sehingga menghasilkan laju alir yang berbeda antara 2 & 4 psi dengan 6 psi yang secara tentunya mempengaruhi proses filtrasinya.
Kesimpulan• Filtrasi adalah suatu proses pemisahan zat padat
terhadap zat cair dari suatu larutan slurry dengan menggunakan suatu media berpori.
• Zat padat yang tertinggal pada filter disebut filter cake yang terus terbentuk seiring berjalannya proses filtrasi yang berperan sebagai filter sekunder, namun merupakan filter yang utama.
• Volume filtrat (akhir) yang diperoleh berbanding lurus dengan tekanan sistem yang diterapkan, semakin besar tekanan sistemnya, maka volume filtrat yang dihasilkan juga semakin besar.
• Selain bertambahnya filtrat (pada tekanan berbeda), kenaikan tekanan sistem juga mempercepat penumpukan cake pada filter sehingga volume penambahan filtrat per waktunya akan semakin menurun, namu filtrat yang dihasilkan semakin jernih karena melalui filtrat yang lebih ketat.
Kesimpulan• Dari ketiga percobaan yang dilakukan, didapatkan konstanta h, J, m, C dan
K, yaitu :
AP (psi) h J m C n K
2 625 515 1,179 1,2704
0,6107,04 x 10-
34 714,28 419,28 1,266 2,7861
6 5847,95 3061,4 1,058 1,2502
Referensi• Anonim. Modul Filtrasi. http://www.che.itb.ac.id/• Tim penyusun. 1989. Petunjuk Praktikum Proses dan Operasi Teknik I.
Depok : Laboratorium Proses dan Operasi Teknik TGP FTUI.
top related