kelompok 3 - filtrasi
TRANSCRIPT
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
1/34
i
LAPORAN RESMI
MATERI : FILTRASI
KELOMPOK : 3 / KAMIS
ANGGOTA : 1. CYNTHIA SANTOSO (21030112130134)
2. HANSEN HARTANTO (21030112130065)
3. NISRINA DYAH HAPSARI (21030112130140)
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2014
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
2/34
ii
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN RESMI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS DIPONEGORO
Materi : Filtrasi
Kelompok : 3 / Kamis
Anggota :1. Cynthia Santoso (21030112130134)
2. Hansen Hartanto (21030112130065)
3. Nisrina Dyah Hapsari (21030112130140)
Semarang, 15 Desember 2014
Mengesahkan,
Dosen Pembimbing
Prof.Dr.Ir.Bakti Jos, DEA
NIP. 19600 501 1986031 003
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
3/34
iii
INTISARI
Operasi filtrasi banyak digunakan di industri khususnya untuk memisahkan zat padat
dan cair. Tujuan percobaan filtrasi adalah dapat melakukan operasi filtrasi pada tekanan
tetap, dapat melakukan operasi pencucian, dapat menghitung harga α (tahananampas/tahanan spesifik cake) dan harga Ve (volume ekuivalen) serta dapat menentukan
waktu operasi optimum.
Filtrasi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu filtrasi pada tekanan tetap dan filtrasi
pada kecepatan tetap, tekanan yang digunakan berubah-ubah untuk mendapatkan kecepatan
filtrasi yang tetap. Percobaan yang kami lakukan pada tekanan tetap.
Terdapat empat langkah dalam percobaan filtrasi yaitu uji kebocoran, operasi filtrasi,
pencucian, dan membuat larutan seri. Data yang dicatat adalah volume filtrate setiap 10
detik. Operasi dihentikan jika terjadi perubahan volume yang drastis.
Pada operasi filtrasi, setiap waktu bertambah terjadi penurunan volume, hal ini
dikarenakan semakin lama cake yang tertahan pada filter clothakan menutupi sehingga
volume filtrat menurun. Begitu pula sebaliknya, saat operasi pencucian cake pada filterclothakan terbawa air pencuci sehingga volume akan naik. Volume ekuivalen (Ve) dan
tahanan cake (α) berbanding terbalik.
Kesimpulan dari percobaan ini adalah semakin lama waktu maka semakin kecil
volume filtrat yang dihasilkan, dengan nilai Ve =292,85ml. Sedangkan untuk operasi
pencucian, semakin lama waktu maka volume filtrat yang dihasilkan semakin banyak, Ve =
245,154ml. Pada operasi filtrasi, didapatkan α= 8.448.352,265 sedangkan pada operasi
pencucian α= 74.742.356,01. Saran untuk percobaan ini yaitu pastikan alat filtrasiplate and
frame sudah tidak terdapat kebocoran saat operasi berlangsung dan teliti saat pemasangan
filter cloth.
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
4/34
iv
SUMMARY
Filtration is widely used in industry, especially for separating solids and liquid. The
purpose of the experiment is to perform filtration at constant pressure, can perform the
washing operation, can calculate α (specific retainedcake ) and value of Ve ( equivalent
volume ) and to determine the optimum operate time.
Filtration can be done in two ways, filtration at constant pressure and filtration at a
constant flowrate, the pressure is controled to gain a constant filtration flowrate.This
experiment will be done at the constant pressure.
There are four steps in the filtration experiments there are test of leakage, the
operation of filtration, washing, and made a series solution. Data that noted were filtrate
volume that recorded every 10 seconds. Operation will be stop for drastically changing in
filtrate volume recorded.
In the operation of filtration, for increasing the duration, the volume will decrease,
this is because the longer the cake is retained on the filter cloth will block so that the filtrate
volume will decrease. And so vise versa, when the retained cake in filter cloth, washingoperations will carried by the water wash cloth so that the volume will go up. Equivalent
volume ( Ve ) and specificcake resistant ( α ) is inversely proportional.
The conclusion of this experiment is the longer the time , the smaller the volume of
filtrate produced , with a value of Ve = 292,85ml. As for the washing operation , the longer
the time , the volume of filtrate produced more , Ve =245,154ml . In the filtration operation ,
obtained α = 8.448.352,265cleaning operations while at α = 74.742.356,01. Suggestions for
this experiment is make sure that the plate and framefiltarion there is no leakage when the
operation took place and carefully when installing the filter cloth.
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
5/34
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT,yang atas berkat dan
anugerahNya, penulis dapat menyelesaikan laporan praktikum yang berjudul “Filtrasi”.
Laporan ini tidak lepas dari peran serta berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir Bakti Jos, DEA selaku dosen pembimbing materi Filtrasi, yang
telah banyak mencurahkan waktu dan pikiran dalam membantu penulis
menyelesaikan laporan praktikum ini.
2. Asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia Universitas Diponegoro, yang telah
membantu dalam penyusunan laporan.
3. Keluarga penulis yang selalu mendukung atas segala yang penulis lakukan, serta
pihak lain yang membantu dalam penyusunan laporan ini.
Laporan ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu saran dan kritik yang
mebangun sangat penulis harapkan. Dan penulis berharap laporan praktikum ini dapat
dikembangkan lagi dan dapat bermanfaat untuk diaplikasikan.
Semarang,17 Desember 2014
Penulis
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
6/34
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN .. ................................................................................................ ii
INTISARI ............................................................................................................................. iii
SUMMARY........................................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR .......................................................................................................... v
DAFTAR ISI ........................................................................................................................ vi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................................ ix
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang ............................................................................................................ 1
I.2 Rumusan Masalah ....................................................................................................... 1
I.3 Tujuan Percobaan ........................................................................................................ 1
I.4 Manfaat Percobaan ...................................................................................................... 1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Pengertian ................................................................................................................... 2
II.2 Perhitungan Filtrasi ..................................................................................................... 2
II.3 Pencucian .................................................................................................................... 4II.4 Waktu Filtrasi yang Optimum .................................................................................... 5
BAB III METODE PENELITIAN
III.1 Alat dan Bahan .......................................................................................................... 6
III.2 Variabel Percobaan .................................................................................................... 6
III.3 Gambar Alat Utama ................................................................................................... 6
III.4 Respon ...................................................................................................................... 7
III.5 Data yang Dibutuhkan .............................................................................................. 7III.6 Prosedur Percobaan .................................................................................................. 7
BAB IV PEMBAHASAN
IV.1 Hasil Percobaan ...................................................................................................... 10
IV.2 Pembahasan ............................................................................................................ 11
BAB V PENUTUP
V.1 Kesimpulan .............................................................................................................. 14
V.2 Saran ........................................................................................................................ 14
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
7/34
vii
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 15
LAMPIRAN
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
8/34
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Grafik d/dv vs v ................................................................................................... 4
Gambar 3.1Skema Rangkaian Alat Filtrasi ............................................................................. 6
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Waktu Terhadap Volume Filtrat pada Operasi Filtrasi .......... 11
Gambar 4.2Grafik Hubungan Waktu Terhadap Volume Filtrat pada Operasi Pencucian ...... 12
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
9/34
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil Operasi Filtrasi Tiap Interval Waktu 10 Sekon ......................................... 10
Tabel 4.2 Hasil Operasi Pencucian Tiap Interval Waktu 10 Sekon .................................... 11
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
10/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1.
Latar Belakang
Operasi filtrasi merupakan suatu unit operasi yang sangat luas penggunaannya
diindustri antara lain industri gula tebu, pembuatan pigmen produk,contoh: industri minyak
bumi dan lain-lain, terutama industri yang memerlukan pemisahan zat padat dan zat cairnya.
Dalam hal ini produk yang diamati dapat berupa filtrat cake atau keduanya.Dalam operasi
filtrasi, perlu diketahui harga specific cake resistance dan volume filtrat yang ekuivalen
dengan tahanan medium filtrat.
I.2. Rumusan Masalah
Dalam percobaan ini dilakukan operasi filtrasi tekanan tetap dan operasi pencucian
untuk menentukan harga konstanta-konstanta filtrasi serta menentukan waktu operasi filtrasi
optimum, dengan jenis alat filtrasi yang digunakan adalah filter press.
I.3. Tujuan Percobaan
1. Dapat merakit dan membongkar alat percobaan.
2. Dapat melaksanakan operasi filtrasi slurry baik pada tekanan tetap maupun kecepatan
tetap.
3. Dapat melaksanakan operasi pencucian.
4. Dapat menentukan harga konstanta-konstanta filtrasi secara grafis.
5. Dapat menentukan waktu operasi filtrasi optimum.
6. Dapat membuat laporan praktikum secara tertulis.
I.4. Manfaat Percobaan
1. Mahasiswa dapat merakit dan membongkar alat percobaan filtrasi.
2. Mahasiswa dapat melakukan proses filtrasi dengan baik.
3. Mahasiswa dapat mengetahui waktu operasi optimum.
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
11/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1.
Pengertian
Operasi filtrasi dengan menggunakan filter tekanan plate dan kerangka ( plate and
framefilter press) terdiri dari dua periode pembentukan cake dan periode pencucian. Di dalam
pembentukan cake ternyata aliran fluida adalah laminer. Filtrasi dapat dilakukan dengan dua
cara, yaitu filtrasi pada tekanan tetap dan filtrasi pada kecepatan tetap. Di dalam filtrasi
tekanan tetap, tekanan yang digunakan selama filtrasi berubah-ubah untuk mendapatkan
kecepatan filtrasi yang tetap.
II.2. Perhitungan filtrasi
∆ =
ɵɵ ..............................................................................................(1)
P = penurunan tekanan melalui cake
L = tebal cake
Э = porositas, fraksi dari volume ruangan kosong kekentalan filtrat
Vs = kecepatan superfisial
Dp = diameter partikel padat
Dp = / =
................................................................................................... (2)
Ap = area partikel
Vp = volume partikel
So = luas permukaan spesifik dari partikel padat,Ft2 /Ft3
∆ =
ɵ µɵ
..................................................................................... (3)
dV/D = kecepatan filtrasi, volume filtrat yang ditampung persatuan waktu
A = luas permukaan filtrasi
= ∆ɵ
µ(ɵ) =ɵ ………....…………………………….........................(4)
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
12/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 3
Persamaan neraca bahan :
= (−ɵ) = ( + ϶)…………………………..…………....................(5)Ρs = densitas zat padat dalam cake
W = berat zat padat di dalam slurry per volume cairan di dalam slurry
v = volume filtrat yang ditampung
LA di persamaan (5) menunjukan jumlah filtrat yang tertinggal di dalam cake. Jumlah
ini sangat kecil dan dapat diabaikan terhadap v. Jika dari persamaan (4) dan (5) harga L
dieleminir akan didapat :
ɵ =
∆ ϶ µ ϶
=∆
µ
……………………………………........................(6)
= 1 − ɵ
ɵ = ℎ()
Jika dalam persamaan (6) diperhitungkan tahanan dari filter medium, maka persamaan
menjadi :
ɵ =
∆ µ
………….….....………................….........................................(7)
RM = tahanan dari filter medium dan pemipaan, (Ft)-1
Untuk mempermudah dalam analisa data, tahanan dari filter medium dan pemipaan
dinyatakan dengan volume filtrat yang ekuivalen :
ɵ =
∆ µ
………………………...………………………....................(8)
Ve = volume filtrat yang membentuk cake dengan tahanan yang sama dengan tahanan
dari filter medium dan pemipaan.
Jika operasi filtrasi dilakukan pada tekanan konstan maka persamaan tersebut dapat
diintegralkan sebagai berikut :
ʃ ( + ) = ʃ (−∆)
2 + . =
(−∆)
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
13/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 4
=
.∆ ………….………………………………..…............................(9)
Dari persamaan ini dapat α ditentukan waktu yang diperlukan untuk menghasilkan
filtrat dengan volume tertentu.Harga-harga konstanta dan ve dapat ditentukan dari hasil
percobaan.Persamaan (8) dapat diubah menjadi :
=
()∆ ………………………………………………........................….(10)
Jika –∆P konstan, maka grafik dθ /dv vs V merupakan garis lurus dengan :
= −∆
=
Gambar 2.1 Grafik d/dv vs v
Jika filtrasi dilakukan pada kecepatan konstan,maka persamaan (10) dapat diubah menjadi:
− = ……...………..…………………….......................(11)
Persamaan ini akan memberikan garis lurus jika digambarkan grafik dari (-P)vs(v)
=
=
II.3. Pencucian
Setelah selesai operasi filtrasi, perlu diadakan pencucian untuk memisahkan filtrat
yang masih tertinggal dalam cake.Tebal cake tidak mengalami perubahan maka kecepatan
pencucian hanya tergantung pada besarnya penurunannya tekanan. Jika aliran pencuci sama
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
14/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 5
dengan aliran slurry dan dimasukkan dengan tekanan yang sama, kecepatan aliran pencuci =
kecepatan pada akhir filtrasi yang diberikan pada persamaan (8).
II.4. Waktu filtrasi yang optimum
Misalkan waktu pencucian dan pembersihan = q’ (dianggap konstan) maka waktusiklus
= +
= 0.5 + +
−∆ +
=
0.5 + −∆ +
Supaya ɵ optimum
= 0
=
−∆
= 0
=
2−∆
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
15/34
LABORATORIUM UNIT OPE
M
III.1. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan
• Tangki kolom
• Stopwatch
• Timbangan
• Viscometer Ostw
• Gelas ukur
Bahan yang digunakan
• Air
• Tepung
• Pewarna
III.2. Variabel
Waktu tiap 10 detik
III.3. Gambar Alat
Alat percobaan filtr
manometer. Peralatan tamb
1. Sebuah drum yan
2. Panci penampung
3.
Stopwatch.4. Timbangan.
ASI TEKNIK KIMIA 2014
BAB III
ETODOLOGI PERCOBAAN
ld
tama
asi ini terdiri dari suatu filter press yang dile
ahan yang diperlukan untuk melakukan perc
dilengkapi dengan pengaduk untuk tempat
filtrat.
ambar 3.1 Skema rangkaian alat filtrasi
FILTRASI
6
ngkapi dengan sebuah
obaan ini ialah:
lurry.
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
16/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 7
III.4. Respon
Waktu dan volume filtrat
III.5. Data yang dibutuhkan
1.
Waktu 2. Volume filtrat
3. Densitas dan viskositas slurry dan air
III.6. Prosedur Percobaan
A. Cek Kebocoran filter
1. Mengukur luas efektif dan filter cloth.
2.
Bersihkan filter cloth dengan air.3. Pasang filter cloth diantara plate dan frame.
4. Isi tangki feed dengan air sampai lebih kurang setengah volume tangki penuh.
5. Pastikan kran recycle dan keran umpan filter press terbuka.
6. Nyalakan pompa.
7. Amati kondisi filter press, jika ada air yang menetes dari plate dan frame berarti
terjadi kebocoran sehingga posisi filter cloth perlu diperbaiki(ulangi langkah 3-7
sampai tidak terjadi kebocoran).
8. Buang air yang terdapat dalam tangki feed .
B. Operasi Filtrasi
1. Buat slurry 2% berat tepung terigu dalam 20% air dan 2 gram pewarna (hitung
kebutuhan tepung dengan rumus % berat).
2. Campur ketiga bahan itu dalam tangki feed dengan pertama kali memasukkan
air,kemudian pewarna dan tepung. Tepung dimasukkan dengan cara ditaburkan
secara merata dan perlahan-lahan.
3. Atur kran,kran recycle terbuka dankran umpan filter press tertutup.
4. Nyalakan pompa.
5. Tunggu satu menit (agar larutan slurry homogen).
6. Buka kran umpan dan filter.
7. Tamping filtrat setiap 10 menit dan ukur volume filtratnya.
8. Ulangi langkah 7 sampai terjadi penurunan volume yang drastis.
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
17/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 8
C. Operasi Pencucian
1. Simpan slurry sisa dalam ember.
2. Isi tangki feed dengan air sampai penuh.
3. Pastikan posisi semua kran sama dengan saat operasi filter.
4.
Nyalakan pompa.5. Tamping filtrat setiap 10 menit dan ukur volume filtratnya.
6. Ulangi langkah 5 sampai cairan bersih ,yang terjadi peningkatan volume yang
drastis.
D. Mengukur Densitas dan Viskositas Slurry
= −
= ..
Keterangan
Ɣs = viskositas slurry
Ɣa = viskositas air
= densitas slurry
= densitas air
ts = waktu tempuh slurry
ta = waktu tempuh air
Menentukan viskositas slurry
1. Isi viskosimeter dengan cairan sampai pada ketinggian tertentu (missal titik a).
2. Hisap cairan dengan menggunakan selang sampai pada titik tertentu.
3. Hidupkan stopwatch tepat saat cairan melewati titik b sampai titik a.
4. Catat waktu tempuh.
5. Hitung viskositas cairan dengan rumus diatas.
E. Membuat Larutan Seri
1. Ambil 10 ml slurry sebelum opersi filtrasi dilakukan.
2. Encerkan 2 kali( tambah air hingga 20 ml).
3. Ambil 10 ml dari larutan langkah 2.
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
18/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 9
4. Ulangi langkah 2 dan 3 hingga warnanya sama dengan hasil akhir operasi
pencucian.
5. Catat berapa kali pengencerannya.
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
19/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 10
BAB IV
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
IV.1. Hasil Percobaan
ρslurry : 1,0068 gr/ml
µ slurry : 0,0103 gr/cm.s
w slurry : 0,02041 gr/ml
A : 5126,56 cm2
α filtrasi : 8.448.352,265
Ve filtrasi : 292,85 ml
Ø filtrasi : 1106,36 sekonα pencucian : 74.724.356,01
Ve pencucian : 245,154 ml
Øs pencucian : 1583,67 sekon
Tabel 4.1 Hasil Operasi Filtrasi Tiap IntervalWaktu 10 Sekon
Waktu, Ø
(s)
Volume
(ml)
Waktu, Ø
(s)
Volume
(ml)
Waktu,
Ø (s)
Volume
(ml)
10 165 130 157 250 130
20 153 140 132 260 118
30 152 150 146 270 112
40 126 160 140 280 115
50 169 170 150 290 111
60 125 180 123 300 123
70 154 190 136 310 93
80 126 200 121 320 81
90 157 210 126 330 62
100 131 220 129
110 116 230 124
120 146 240 123
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
20/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 11
Tabel 4.2 Hasil operasi pencucian tiap interval waktu 10 sekon
Waktu, Ø (s) Volume (ml) Waktu, Ø (s) Volume (ml)
10 219 150 147
20 177 160 141
30 160 170 155
40 162 180 160
50 170 190 162
60 175 200 165
70 154 210 155
80 166 220 153
90 169 230 156
100 167 240 162110 164 250 161
120 177 260 163
130 182 270 167
140 169 280 242
IV.2. Pembahasan
IV.2.1. Hubungan Waktu Terhadap Volume Filtrat Pada Operasi Filtrasi
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Waktu Terhadap Volume Filtrat pada Filtrasi
Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa semakin lama waktu operasi filtrasi maka
volume filtrat akan semakin menurun. Penurunan volume diakibatkan adanya tahanan spesifik
volume dan tahanan spesifik cake. Tahanan medium filter yang diwakili oleh tahanan spesifik
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
21/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 12
volume sangatlah kecil dibandingkan dengan tahanan tahanan cake. Semakin lama waktu
filtrasi, cake yang tertahan pada filter cloth semakin banyak, sehingga filtrat yang dihasilkan
semakin menurun volumenya. Didalam praktikum, penurunan volume filtrat didapatkan pada
detik ke - 330.
IV.2.2. Hubungan Waktu Terhadap Volume Filtrat Pada Operasi Pencucian
Gambar 4.2Grafik Hubungan Waktu Terhadap Volume Filtrat pada Pencucian
Dari grafik hasil percobaan didapatkan hasil bahwa semakin lama waktu operasi
pencucian maka volume filtrat yang diperoleh akan semakin besar. Kenaikan volume filtrat
yang drastis terjadi pada detik ke-280. Kenaikan volume filtrat ini disebabkan oleh densitasair pencucian yang lebih kecil dibandingkan dengan densitas slurry. Operasi pencucian
bertujuan untuk mengambil impuritas berupa zat warna yang menempel pada cake, karena
densitas yang lebih kecil maka air dapat lebih mudah menembus filter cloth dan membawa
serta zat pewarna. Oleh karena itu, semakin lama proses pencucian, maka semakin besar
volume filtrat yang dihasilkan, serta semakin berkurangnya zat pewarna pada cake, sehingga
semakin lama filtrat yang dihasilkan akan semakin jernih.
IV.2.3. Nilai-nilai Konstanta Filtrasi
Didalam operasi filtrasi, dikenal beberapa konstanta filtrasi yaitu tahanan spesifik cake
(α), volume equivalen (Ve) dan waktu optimum proses (Øs). Tahanan spesifik cake (α)
merupakan hambatan yang dimiliki oleh suatu ampas tertentu terhadap slurry. Konstanta α
berfungsi umtuk mempermudah perhitungan dalam memperkirakan berapa jumlah filtrat yang
dihasilkan dalam waktu tertentu dan untuk menghitung waktu yang diperlukan untuk
mendapat sejumlah volume filtrat tertentu. Sedangkan Ve (volume equivalen) merupakan
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
22/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 13
volume filtrat yang diperoleh sebagai akibat adanya tahanan yang dimiliki ampas, sehingga
dengan semakin besarnya tahanan spesifik cake (α) yang dimiliki ampas mengakibatkan
semakin banyak cairan yang tertahan. Oleh karena itu, filtrat yang diperoleh akan semakin
kecil. Yang terakhir adalah konstanta Øs (waktu optimum proses). Waktu optimum proses
(Øs) merupakan waktu optimum yang dibutuhkan agar proses filtrasi dapat terjadi dengansempurna yaitu ditandai dengan filtrat jernih yang dihasilkan.
Dari penjelasan diatas, dapat disimpulkan bahwa konstanta α, Ve, Øs saling
berhubungan sesuai dengan rumus berikut ini :
Øs =..( .)
.()
Ve = ...()
..
IV.2.4 Waktu Optimum Operasi Filtrasi dan Pencucian
Secara praktis, operasi filtrasi didasarkan pada adanya perubahan volume yang drastis
(penurunan volume). Pada praktek yang dilakukan, didapatkan waktu optimum filtrasi yaitu
330 detik. Sedangkan waktu optimum berdasarkan perhitunagn yaitu 1106,36 sekon. Hal ini
terjadi karena secara praktis, pengamatan filtrat hasil filtrasi dilakukan secara makroskopis
(kasat mata). Hal inilah yang menimbulkan galat. Sama halnya dengan operasi pencucian,
secara praktis waktu yang diperlukan yaitu 280 detik. Sedangkan perhitungan waktu optimum
yaitu 1583,67 detik. Perbedaan pengamatan inilah yang memungkinkan adanya partikel
padatan halus pada filtrat yang tidak terlihat oleh mata pada pengamatan kejernihan filtrat.
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
23/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 14
BAB V
PENUTUP
V.1.
Kesimpulan
1. Semakin lama waktu filtasi maka semakin kecil volume filrat yang dihasilkan,
dengan Ve = 292,85 ml dengan waktu operasi 1106,36 detik.
2. Semakin lama waktu operasi pencucian, maka semakin banyak volume filtrat yang
dihasilkan, dengan Ve = 245,154 ml dengan waktu operasi 1583,67 detik.
3. Pada operasi filtrasi didapatkan α = 844.835,265 sedangkan pada operasi
pencucian didapatkan hargaα = 74.742.356,01
4.
Pada operasi pencucian larutan seri, dibutuhkan dua kali pengenceran sampailarutan memiliki kejernihan yang sama dengan larutan hasil pencucian.
V.2. Saran
1. Pastikan alat filtrasi plate and frame sudah tidak terdapat kebocoran saat operasi
berlangsung
2. Teliti saat pemasangat filter cloth
3. Persiapkan peralatan dengan baik agar saat operasi berlangsung didapatkan data
yang maksimum.
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
24/34
FILTRASI
LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 15
DAFTAR PUSTAKA
Badger. W.L and Bacheru ,J.L.1976. Introduction to Chemical Engineering. Tokyo: Mc Graw
Hill Book Co.Blackburn and Nagamori,N.1994. Slurry Filtration and Cake Washing After the HCl Leach of
Magnesite and Serpentine. Metalurgical and Material Transaction B, volume 204B.
Brown, G.Ce.1974.Unit Operation.New York : John Willey and Sons Inc.
Casey, T.J.Unit Treatment Process in Water and Waste Water Engineering. University
Collage Dublin Ireland : John Willey and Sons Inc.
Caulson, J.M, and Richardson, J.F.1962. Chemical Engineering, 2nd ed . New York: Pergaman
Press
Do Jilido,J.R and Best,G.A.Chemistry of Water and Waste Water Pollution.England : Ellis
Hardwood Limited.
Froust, A.S.1980.Principle of Unit Operation 2nd ed.New York : John Willey and Sons Inc.
John,B.2003.Slurry Handing, Trouble Shooting and Filtration.Leutron EMDG Simposium,
February 11,2005.
Lavran, M.G.1958.Fundamental of Chemical Engineering Operation.New York : Printic Hill.
Lavran, M.G.1958.Fundamental of Chemical Engineering 4thed. Singapore : Kasumi Rincing
Co. Ltd. Page 393-410.
Mc.Cabe, W.L.1996.Unit Operation of Chemical Engineering,4th ed . Singapore: Kasumi
Rincing Co.Ltd.page 393-410
Mickley, H.J.1949. Chemical Engineering Progresi,4th ed . Tokyo: Mc Graw Hill Book.
Perry,R.H and Richardson,C.H.1984.Chemical Engineering 6 thed.Tokyo : Mc. Graw Hill
Book.
Perry, R.H. Don Green. 1984. Chemical Engineering, 6 th ed . Tokyo:Mc Graw Hill Book.
Shutterland,K.2008.Filters and Filtration Handbook 5thed.Oxford Butterworth-Hememann.
Samsudin, A.M dan Khoirudin. 2005. Ekstraksi. Filtrasi Membran dan Uji Stabilitas Zat
Warna Kulit Manggis. Universitas Diponegoro.
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
25/34
LAPORAN SEMENTARA
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA
Materi :
FILTRASI
Disusun Oleh : Kelompok : 3 / Kamis
Anggota : 1. Cynthia Santoso
2. Hansen Hartanto
3. Nisrina Dyah Hapsari
Aa
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2014
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
26/34
DATA PERCOBAAN
Panjang cloth : 17,9cm
Lebar cloth : 17,9 cm
ρ air : ,, = 0,998 / Wt (berat tepung):
2% = + + 100%
2% = + (0,998 20.000) 100%
= 408,20
ρslurry :
,,
= 1,0036 /
1. Operasi Filtrasi ( Penurunan Volume)
Waktu, Ø
(s)
Volume
(ml)
Waktu, Ø
(s)
Volume
(ml)
Waktu,
Ø (s)
Volume
(ml)
10 165 180 123 350 102
20 153 190 136 360 114
30 152 200 121 370 12940 126 210 126 380 62
50 169 220 129 390 86
60 125 230 124 400 112
70 154 240 123 410 115
80 126 250 130 420 95
90 157 260 118 430 132
100 131 270 112 440 145110 116 280 115 450 119
120 146 290 111 460 121
130 157 300 123 470 88
140 132 310 93 480 111
150 146 320 81 490 91
160 140 330 62 500 112
170 150 340 131 510 117
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
27/34
2. Operasi Pencucian (Kenaikan Volume)
Waktu, Ø
(s)
Volume
(ml)
Waktu, Ø
(s)
Volume
(ml)
Waktu, Ø
(s)
Volume
(ml)
10 219 300 166 620 139
20 177 310 175 630 150
30 160 320 145 640 138
40 162 330 167 650 136
50 170 340 181 660 131
60 175 350 162 670 135
70 154 360 166 680 130
80 166 370 168 690 147
90 169 380 153 700 112
100 167 390 156 710 132
110 164 400 170 720 142
120 177 410 162 730 120
130 182 420 132 740 137
140 169 430 136 750 141
150 147 440 160 760 146
160 141 450 135 770 130
170 155 460 149 780 121
180 160 470 142 790 140
190 162 480 147 800 137
200 165 490 141 810 139
210 155 500 148 820 127
220 153 510 155 830 142
230 156 550 135
240 162 560 152
250 161 570 132
260 163 580 131
270 167 590 137
280 242 600 150
290 231 610 136
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
28/34
3. Viskositas
ρ air : 0,998 gr/ml
ρslurry : 1,0036 gr/ml
tslurry : 12 detik
t air : 9,6 detikviskositas air : 0,0082
viskositas slurry :, , , x 0,0082
: 0,0103
larutan seri : pengenceran 2x
Semarang, 25 November 2014
Mengetahui
Praktikan Asisten
(Cynthia S.) (Hansen H.) (Nisrina D.H.) Rizki Priambodo
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
29/34
LEMBAR PERHITUNGAN
A. Perhitungan Pembuatan Slurry
a. Volume air = 20.000 ml
Berat picno kosong = 20,47 gr
Berat picno + isi = 45,42 gr
Volume picno = 25 ml
ρ air =(,,)
= 0,998 gr/ml
b. Berat air = 19.960 gr
c. Berat pewarna
%w =
.
0,02 =
.
0,02x + 399,24 = x
399,24 = 0,98x
x = 407,387 gr
x merupakan berat tepung
d. ρ slurry
Berat picno + isi = 45,56 gr
ρ slurry =(,,)
= 1,0036 gr/ml
e. Viskositas slurry
t slurry = 12 sekon
t air = 9,6 sekon
ρ slurry = 1,0036 gr/ml
ρ air = 0,998 gr/ml
µ air = 0,0082 gr/cm.s
µ slurry =, , , x 0,0082
= 0,0103 gr/cm.s
B. Perhitungan Luas Plate
n = 16
Panjang = 17,9 cm
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
30/34
Lebar = 17,9 cm
Luas = 16 ( 17,9 x 17,9 ) = 5126,56 cm2
C. Perhitungan w Slurry
w = = , . = 0,02041 gr/ml
D. Perhitungan Konstanta α dan Ve dengan Metode Least Square pada Operasi Filtrasi
∅ =
. µ ...(∆) x (V + Ve)
∅ =
. µ ....(∆) +
. µ ....(∆)
= mx + c ; dimana y = ∅ dan x =vTabel Operasi Filtrasi
t (s) dØ (s) Volume (ml) dv (ml) dØ/dv
10 10 165 0 0
20 10 153 12 0,833
30 10 152 1 10
40 10 126 26 0,385
50 10 169 43 0,233
60 10 125 44 0,227
70 10 154 29 0,345
80 10 126 28 0,357
90 10 157 31 0,323
100 10 131 26 0,385
110 10 116 15 0,667
120 10 146 30 0,333
130 10 157 11 0,909
140 10 132 25 0,4
150 10 146 14 0,714
160 10 140 6 1,667
170 10 150 10 1
180 10 123 27 0,370
190 10 136 13 0,769
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
31/34
200 10 121 15 0,667
210 10 126 5 2
220 10 129 3 3,333
230 10 124 5 2
240 10 123 1 10
250 10 130 7 1,429
260 10 118 12 0,833
270 10 112 6 1,667
280 10 115 3 3,333
290 10 111 4 2,5
300 10 123 12 0,833
310 10 93 30 0,333
320 10 81 12 0,833
330 10 62 19 0,526
Dengan metode least square didapat :
m = 0,003518 = 3,52x10-3
c = 1,059
y = 3,52x10-3
-1,059x
a. Menghitung Ve
Ve =
=,
, = 292,85 ml
b. Menghitung Tahanan Spesifik Cake (α)
gc = 980 cm/s2 = 32,2 ft/s2
A = 5126,56 cm2 = 5,518 ft2
- = 1 atm = 2.116,217 lb/ft2 w = 0,0204 gr/ml = 1,249 lb/ft3
µs = 0,0103 gr/cm.s = 6,9213 x 10-4 l/ft.s
α =..(∆).
µ. =, , , ,
, , = 8.448.352,265
c. Perhitungan V
V = (∅..(∆)
µ .. ), = ,,
,,,..,
, = 433,027ft3
d. Perhitungan Øs
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
32/34
Øs = slope x (
x Ve.V) + B = 3,52 x 10-3 x ,
+292,85
433,0127 + 330= 1106,36 sekon
E. Operasi Pencucian
Tabel Operasi Pencucian
t (s) dØ (s) Volume (ml) Dv (ml) dØ/dv
10 10 219 0 0
20 10 177 0 0,238
30 10 160 42 0,588
40 10 16217 5
50 10 170 2 1,25
60 10 175 8 2
70 10 154 5 0,476
80 10 166 21 0,833
90 10 169 12 3,333
100 10 167 3 5
110 10 1642 3,333
120 10 177 3 0,769
130 10 182 13 2
140 10 169 5 0,769
150 10 147 13 0,455
160 10 141 22 1,667
170 10 155 6 0,714
180 10 16014 2
190 10 162 5 5
200 10 165 2 3,333
210 10 155 3 1
220 10 153 10 5
230 10 156 2 3,333
240 10 162 3 1,667
250 10 1616 10
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
33/34
260 10 163 1 5
270 10 167 2 2,5
280 10 242 4 0,133
Dengan metode least square didapat :
m = -0,03114
c = 7,6314
y = -0,03114x +7,6314
a. Menghitung Ve
Ve =,
, = 245,154 ml
b.
Menghitung Tahanan Spesifik Cake (α)
α =, , , ,
, , =74.742.356,01
c. Perhitungan V
V = , , ,
,, ..,,
= 134,099 ft3
d. Perhitungan Øs
Øs = 0,03114 x,
+ 245,145 134,099 + 280= 1583,67 sekon
-
8/20/2019 KELOMPOK 3 - FILTRASI
34/34
DIPERIKSAKETERANGAN TANDA TANGAN
NO TANGGAL
1
2.
15 Desember 2014
17 Desember 2014
• Bahasa asing dibuat Italic.
• Penomoran Sub-bab
ACC