Post on 18-Dec-2014
I-0
ABSTRAK
Filtrasi adalah pemisahan dari campuran fluida-solid yang meliputi lintasan banyak/sebagian besar fluida yang akan segera siap melewati tumpukan porous yang menahan sebagian besar dari partikel solid yang terkandung dalam campuran. Filtrasi adalah terminal dari operasi teknik kimia. Sebuah filter bagian peralatan unit operasi yang ditunjukkan oleh filtrasi. Media filter atau septum adalah penghalang yang membiarkan cairan melewati ketika menahan sebagian besar solid.
Tujuan percobaan ini adalah untuk menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi filterability number. Serta menentukan dan membandingkan filterability number dari CaCO3 dengan variasi ukuran media. Prosedur percoabaan ini dilakukan dengan tahapan sebagai berikut: percobaan pendahuluan, persiapan media, persiapan larutan suspensi sampai test filterability. Dengan variasi ukuran media pasir kuarsa ukuran ayakan 710 micron dan 500 micron.
Percobaan pertama dengan menggunakan pasir ukuran ayak 500 micron filterability number sebesar 5,13 x 10-6 dan menggunakan pasir ukuran ayak 710 micron menghasilkan filterability number sebesar 2,994x 10-6. Nilai F yang rendah menunjukkan bahwa filtrasi berjalan dengan baik. Hasil yang diperoleh pada ukuran 500 micron lebih besar, jadi dapat disimpulkan bahwa hasil yang diperoleh saat percobaan tidak sesuai dengan teori.
Kata kunci: larutan suspensi, media filter, filtrasi, filterability,
I-1
PERCOBAAN 1
FILTRASI
1.1 PENDAHULUAN
1.1.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah :
1. Menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi Filterability number.
2. Menentukan dan membandingkan filterability number dari suspensi CaCO3
dengan media filter pasir kuarsa dan pasir silika hasil ayakan yang lolos pada
710 micron dan tertahan di 500 micron.
1.1.2 Latar Belakang
Dalam proses filtrasi (penyaringan) suatu suspense aka nada peristiwa
dimana fluida melewati suatu filter medium yang disusun dari butiran-butiran
tertentu dengan diameter serta ketebalan tertentu. Dalam skala laboratorium,
proses filtrasi ini biasanya menggunakan operasi secara (batch). Dimana setelah
proses ini selesai maka kita dapat memperoleh data mengenai konsentrasi (c),
kecepatan, dan waktu. Dari data yang sudah kita peroleh ini dapat dihitung
Filterability Number, yaitu suatu bilangan tidak berdimensi untuk menentukan
baik atau tidaknya suatu filtrasi.
Aplikasi dalam bidang industri untuk proses filtrasi ini biasanya dilakukan
secara kontinyu, misalnya proses penyaringan menggunakan kain kanvas, wol,
kain gelas, kertas dan lain-lain sebagai medium filternya. Contoh aplikasi ini
terdapat pada industry CPO dengan menggunakan filter press untuk mendapatkan
CPKO (crude palm kernel oil) kemudian proses akhir dalam penyaringan limbah
industri serta yang paling banyak adalah pengolahan bahan minuman.
Manfaat dari dilakukannya percobaan ini adalah praktikan dapat
mengetahui jenis-jenis pasir yang dapat menjadi media filtrasi yaitu psir silika dan
kuarsa. Dalam hasil percobaan dapat kita tentukan besar Filterability Number dari
kedua jenis pasir ini. Selain itu juga percobaan ini bermanfaat untuk praktikan
agar dapat diterapkan die skala pabrik.
I-2
1.2 DASAR TEORI
Filtrasi atau penyaringan (filtration) adalah pemisahan partikel zat padat
dari fluida dengan jalan melewatkan fluida itu melalui suatu media penyaring atau
septum, di mana zat padat tertahan. Dalam industri, filtrasi ini meliputi ragam
operasi mulai dari penapisan sederhana sampai seperasi yang amat rumit. Fluida
mungkin berupa zat cair atau gas, aliran yang digunakan mungkin fluidanya,
tetapi bisa juga zat padatannya, atau bahkan keduanya yang tidak digunakan,
seperti limbah padat yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang
(Mc Cabe,1999 : 393).
Filtrasi adalah salah satu metode yang paling baik dalam memisahkan
partikel padat dari suatu larutan suspensi (slurry). Dalam industri filtrasi,
kandungan zat padat berkisar dari runutan sampai persen yang tinggi. Dalam hal
ini, larutan suspensi dialirkan melalui medium berpori/yang menyerupai saringan
dengan luas pori-pori harus lebih besar sedikit dari ukuran partikel padat dan
proses filtrasi akan mulai bekerja dengan efisien setelah adanya partikel-partikel
yang telah terkumpul pada medium penyaringnya. Dalam filtrasi, suspensi
partikel padat dalam suatu fluida cair atau gas adalah yang di pindahkan secara
fisik atau mekanis dengan mengunakn suatu medium berpori dengan menahan
partikel pada fase pemisahan atau cake dan melewati filtrat jernih.
Gambar 1.1 Prinsip Proses Filtrasi (sumber Mc Cabe, 1999).
Umpan atau larutan slurry mungkin mengandung partikel padat dalam
jumlah besar ataupun dalam jumlah yang sangat kecil. Saat konsentrasi sangat
suspensi
Cake / padatan
Penyangga saringan
I-3
rendah, filter beroperasi dalam jangka waktu yang sangat lama sebelum filter
tersebut dibersihkan. Oleh karena adanya keragaman masalah filtrasi, maka
dikembangkan berbagai jenis filter. Peralatan filtrasi dalam industri berbeda
dengan yang digunakan didalam laboratorium, yaitu berkaitan dengan jumlah
material yang harus ditangani dan keperluan akan operasi berbiaya rendah, contoh
peralatan filtrasi dilaboratorium adalah buchner funnel (Geankoplis,1997 : 801).
Berdasarkan Geankoplis tahun 1997, klasifikasi Filter dibedakan menjadi:
1. Filter Klarifikasi
Filter klarifikasi dikenal juga sebagai ”filter hamparan tebal” karena partikel-
partikel zat padat dianggap di dalam medium filter dan biasanya tidak ada
lapisan zat padat yang terlihat dari permukaan medium.
2. Filter Ampas
Filter ampas adalah untuk memisahkan zat padat yang kuantitasnya besar
dalam bentuk ampas, kristal atau lumpur.
3. Filter Pelat dan Frame Press
Filter jenis ini diatur berlapis satu dengan yang dan didukung sepasang jalur
(rel). Bagian plat mempunyai pemukaan bergaris-garis dan bagian tepinya
lebih tebal sedikit yang harus dibuat dengan hati-hati. Sedang frame yang
tidak terisi bagian tengahnya dipasang di samping plate dengan meletakkan
kertas/kain saring ditengahnya dan dirapatkan dengan sekrup pemutar oleh
tangan disebut press.
4. Filter Daun
Filter jenis ini biasanya dilakukan pada tekanan yang lebih tinggi daripada
filter press serta menghemat tenaga manusia.
5. Filter Kontinu
Dalam filter ini, misalnya pada jenis tromol-putar, umpan, filtrat, dan ampas
bergerak pada laju tetap dan steady.
Sedangkan berdasarkan gaya pendorongnya tipe filter dibedakan atas :
1. Gravity filter
2. Plate and frame filter
3. Batch leaf filter
I-4
4. Continous rotary vacuum filters
Medium filter adalah filter pembantu dalam penyaringan yang dapat
menahan zat padat. Dalam proses filtrasi terdapat dua macam medium filter yang
digunakan, yaitu:
1. Medium filter primer, yaitu filter pembantu yang dapat berupa kain, kanvas,
kertas saring dan lain-lain.
2. Medium filter sekunder, yaitu medium filter sesungguhnya yang terbentuk
karena adanya padatan yang tertahan oleh medium primer.
Pada awal proses filtrasi yang berperan adalah filter primer, tapi dengan semakin
bertambahnya tebal cake maka medium filter yang lebih efektif adalah filter
sekunder karena cake memberikan tahanan filtrasi yang semakin besar
(Brown, 1956 : 241).
Berdasarkan Perry tahun 1997, Filtrasi dan filter dapat diklarifikasikan
dalam beberapa cara:
1. Dengan Driving Force. Filtrat dialirkan dengan mengalirkan melewati
medium filter oleh Hydrostatic head (gravity), tekanan diberikan di hulu
medium filter, vacuum atau dihasilkan oleh tekanan di bagian hilir.
2. Dengan mekanisme filtrasi. Meskipun, mekanisme untuk pemisahan dan
akumulasi dari solid tidak terlalu dimengerti tapi ada teori dasar dalam
aplikasi teori dari proses filtrasi. Ketika solid dihentikan di permukaan
medium filter dan menumpuk di atas yang lainnya dan membentuk suatu
lapisan dari penebalan yang meningkat, pemisahannya disebut cake filtration.
Ketika solid terjebak dalam antara pori atau tubuh dari medium, itu adalah
depth- filter-medium, atau clarrying filtration.
3. Dengan objective. Tujuan proses filtrasi mungkin solid kering, clarified
liquid,atau keduanya. Solid yang bagus menyelubungi adalah yang didapatkan
oleh lapisan filtrasi (cake filtration).
4. Dengan mengoperasikan siklus. Filtrasi dapat berlangsung dengan batch atau
kontinyu.
5. Dengan solid yang compressible dan atau incompressible.
I-5
Septum atau medium penyaring pada setiap filter harus memenuhi
persyaratan sebagai berikut: (Mc Cabe,1999 : 395)
1. Harus dapat menahan zat padat yang akan disaring dan menghasilkan filtrat
yang cukup jernih.
2. Tidak mudah tersumbat.
3. Harus tahan secara kimiawi dan kuat secara fisik dalam kondisi operasi.
4. Harus memungkinkan penumpukan cake dan pengeluaran cake secara total
dan bersih.
5. Tidak mahal
Liquid atau cairan yang menyebabkan mengalir melewati lapisan filter
oleh sebuah vacuum di atas pintu keluaran. Slurry terdiri dari liquid dan partikel
yang tersuspensikan. Sebuah tipe dari peralatan filtrasi laboratorium ditunjukkan
dalam gambar berikut.
Gambar 1.2 Simple laboratory filtration apparatus (sumber Geankoplis, 1997)
Pengujian secara sederhana filterability suatu cairan berguna untuk
mengetahui apakah filtrasi sesuai atau tidak serta menentukan jenis pre-treatmant
dan filter media yang diperlukan. Cara normal seperti analisis kimia dan fisika,
(suspended solids content), turbidity (kekeruhan), warna dll. Bisa juga digunakan
untuk penentuan filterability suatu suspensi namun cara tersebut tidak
memberikan pengukuran secara langsung pada alat ini.
Filterability bukan merupakan sifat khusus dari suspensi tetapi merupakan
sifat yang saling mempengaruhi antara suspensi dengan filter media. Jika salah
satu sifat dari suspensi atau filter media dijaga konstan, sebagai contoh:
penggunaan filter media yang standar, maka perubahan dari filterability hanya
I-6
mencerminkan perubahan suspensi. Suatu suspensi akan dianggap mudah disaring
jika dapat melewati porous media dengan cepat, menghasilkan filtrat yang jernih
dengan sedikit sumbatan pada filter media. Penyumbatan tersebut biasanya
dinyatakan sebagai loss of permeability, yang menunjukan penambahan pressure
drop atau head loss. Filterability Number (F), dapat dihitung berdasarkan rumus:
F= HCvCo t …(1.1)
Di mana: H = head loss (tekanan terukur)
C = konsentrasi rata-rata filtrat
Co = konsentrasi inlet suspension
v = kecepatan rata-rata (volumetric flow rate per waktu)
t = waktu operasi penyaringan
Nilai F adalah tidak berdimensi (tidak mempunyai satuan). Untuk hasil
penyaringan yang baik, pembilang sebaiknya rendah, dengan head loss (clogging)
dan konsentrasi filtrat yang rendah, sebaliknya, penyebut harus tinggi dengan
kecepatan aliran (approach velocity) dan konsentrasi inlet yang tinggi dalam
waktu pengoperasian yang lama. Dengan demikian, filterability yang baik
ditunjukkan dengan nilai F rendah.Peralatan untuk menghitung filterability
number seharusnya mempunyai fasilitas untuk mengontrol dan menghitung flow
rate (v), head loss (H) dan sampel suspensi dan filtrat untuk pengukuran
konsentrasi (Co dan C) (Tim Dosen Teknik Kimia, 2008: I-2).
I-7
1.3 METODOLOGI PERCOBAAN
1.3.1 Alat yang Digunakan dan Deskripsi Alat
1.3.1.1 Alat utama
Alat utama yang digunakan dalam percobaan ini adalah W4 Filterability
index apparatus.
Gambar 1.3 Rangkaian Alat W4 Filterability Index Aparatus
1.3.1.2 Alat Pendukung
Alat-alat pendukung yang diperlukan adalah:
Gelas piala 1000m
Corong
Sudip
Gelas ukur 1000 ml dan 100 ml
Kertas saring
Botol semprot
Gelas arloji
Cawan porselin
Penjepit
Neraca analitik
Oven
Ayakan
Desikator
Stopwatch
Keterangan alat:A. Perspex columnB. Storange funnelC. Flow control valveD. Flow meterE. Manometer
I-8
1.3.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah:
Serbuk CaCO3
Akuades
Pasir kuarsa yang lolos pada ayakan 710 micron dan tertahan 500 micron
Pasir silika yang lolos pada ayakan 710 micron dan tertahan 500 micron
1.3.3 Prosedur kerja
1.3.3.1 Percobaan Pendahuluan (Preliminary)
1. Mengisi peralatan dengan cairan jernih (air) secara reverse flow filling melalui
drain outlet tube dengan bantuan small funnel untuk menghilangkan
gelembung udara.
2. Membuka flow control valve dan manometer air release plug pada saat
pengisian agar air dapat mengisi manometer tubes hingga tinggi air
manometer seimbang.
3. Menutup manometer air release plug setelah ketinggian air 240 mm –
260mm.
4. Menutup flow control valve dan memasukkan drain tube ke dalam gelas piala
penampung. Menghilangkan gelembung udara yang tertinggal dalam
manometer connecting tube dengan cara membuka air release screw pada
sumbat atas perspex column dan mendesak tabung untuk memaksa gelembung
udara keluar melalui screw hole.
5. Mengisi inlet funnel dengan akuades dengan flow control valve tertutup, tinggi
cairan pada kedua kaki manometer harus sama dengan kondisi tidak ada
aliran.
6. Membuka flow control valve untuk melakukan pengecekan terhadap aliran air.
7. Menghitung waktu pengosongan dan volume pengosongan akuades dalam
perspex working column.
I-9
1.3.3.2 Persiapan Media (Preparation of Media)
1. Mengayak pasir kuarsa dengan hasil ayakan yang lolos pada ukurn 710
micron dan tertahan die ayakan 500 micron.
2. Mencuci pasir kuarsa dan membasahi dengan akuades. Kemudian
memasukkan pasir kuarsa tersebut ke dalam perspex column setinggi 40 mm
sedikit demi sedikit dan memastikan tidak ada udara yang terperangkap dalam
filter media.
3. Merangkai kembali perspex column dan mengencangkan pada sumbat setelah
dipastikan tidak adabutiran yang tertinggal dalam kolom.
4. Mengisi peralatan dengan akuades dengan cara reverse flow filling melalui
drain tube untuk memenuhi perspex column dan media basah. Pengisian
cairan dilakukan sampai ketinggian mencapai dasar inlet funnel, setelah itu
menutup drain valve.
1.3.3.3 Persiapan Suspensi
1. Memasukkan 10 gram CaCO3 ke dalam gelaspiala 1000 ml yang sudah terisi
akauades sebnayak 1000 ml.
2. Mengaduk larutan tersebut hingga homogen dengan menggunakan sudip.
1.3.3.4 Test Filterability
1. Mengisi peralatan dengan larutan CaCO3 melalui inlet funnel.
2. Membuka flow control valve untuk melakukan test filterability dengan media
pasir kuarsa.
3. Memasukkan drain outlet tube ke dalam gelas ukur 1000 ml untuk
menampung filtrat.
4. Mencatat waktu total dan volume filtrat total serta beda ketinggian kedua
manometer.
5. Menghentikan perhitungan waktu setelah seluruh suspensi melewati filter
media dalam perspex column.
6. Menutup flow control valve.
7. Mengukur volume filtrat dan menyaringnya dengan kertas saring.
I-10
8. Melakukan analisis filtrat dengan mengukur berat endapan basah dan bert
endapan kering untuk mengetahui konsentrasi akhir filtrat (c).
9. Mengganti filter media menjadi pasir silika dan mengulangi langkah 1-8.
I-11
1.4 HASIL DAN PEMBAHASAN
1.4.1 Hasil Pengamatan
Tabel 1.1 Hasil Pengamatan Filtrasi
Ukuran media filter
Berat suspensi
(g)
Volume suspensi
(ml)
Manometer (cm) Waktu (s)
h1 h2 h3 Ttotal Tpengosongan Tfiltrasi
Kuarsa 14 1000 41,5 10 31,5 76 10 66
Silika 14 1000 38 13,8 24,2 75,7 7,35 58,35
Tabel 1.1 Lanjutan
Ukuran
media filter
Massa
kertas
saring (g)
Massa endapan +
kertas saring (g)
Massa
endapan (g)
Volume
pengosongan
(ml)
Volume
filtrasi
(ml)Basah kering basah kering
Kuarsa 106,5 106,5 102,8 16,5 12,8 72 1074
Silika 106,5 106,5 102,4 16,2 12,3 66 1054
1.4.2 Hasil Perhitungan
Tabel 1.2 Hasil Perhitungan Filtrasi
Ukuran media filter
H(cm)
C(g/cm3)
Co(g/cm3)
V(cm/s)
t filtrasi
(s)F
Kuarsa 31,5 0,0127 0,014 53,9210 66 8,0467 x 10-3
silika 24,2 0,0124 0,014 60,1536 58,35 6,1067 x 10-3
1.4.3 Pembahasan
Tujuan percobaan ini adalah mengetahui faktor-faktor yang
mempengaruhi filterability number dan menentukan besar filterability number
dari suspensi CaCO3. Dengan mengetahui besar filterability number dari suspensi
CaCO3 ini kita dapat menentukan apakah filtrasi sudh sesuai apa belum, serta
dapat menentukan media apa yang sesuai untuk suspensi tersebut. Dalam filtrasi
yang dilakukan adapun media yang digunakan dalam percobaan ini adalah pasir
I-12
silika dan pasir kuarsa yang keduanya memilikiukurab sama, yakni lolos pada
ayakan 710 micron dan tertahan di ayakan ukuran 500 micron.
Media yang digunakan (baik pasir kuarsa atau pasir silika) harus dibasahi
dengan sedikit akuades hingga mengenai seluruh permukaan pasir. Hal ini
bertujuan agar tidak ada udara bebas yang masuk dan menghilangkan zat-zat
pengotor. Apabila ada beberapa pori-pori media yang belum tersentuh air, maka
akan terjadi ketidakstabilan media filter yang berada dalam perspex column.
Faktor yang mempengaruhi filterability number (F) adalah head loss,
konsentrsi filtrat, waktu penyaringan, dan volume penyaringan (hasil filtrasi).
Head loss adalah perbedaan tekanan antara tekanan di atas media dengan di
bawah media merupakan sebuah tanda bahwa operasi penyaringan sedang
berlangsung. Adanya perubahan tekanan ini dapat dilihat dari manometer, dimana
diupayakan tidak ada gelembung udara di dalam manometer agar tidak ada
perubahan tekanan dalam kedua pipa manometer karena pengaruh udara tersebut.
Dalam hasil pengamatan diperoleh nilai H untuk suspensi CaCO3 dengan
menggunakan pasir kuarsa lebih besar daripada menggunakan pasir silika, yaitu
dengan media pasir silika sebesar 24,2 cm dan media pasir kuarsa sebesar 31,5
cm. pada teori, nilai H yang lebih kecil menyatakan lebih sedikit padatan yang
difiltrasi karena penumpukan cake yang lebih banyak, hal ini dikarenkan
perbedaan tekanan di atas dan di bawah (headloss) tidak terlalu besar sehingga
aliran air tidak terlalu lancer alirannya melalui drain tube. Hal ini sudah sesuai
dengan teori bahwa pasir silika tersebut memiliki nilai headloss yang lebih baik
daripada pasir kuarsa.
Konsentrasi dari filtrat juga sangat mempengaruhi filterability number (F),
dimana bila konsentrasi filtrat ini bernilai semakin pekat (tinggi) maka operasi
filtrasinya akan semakin tinggi, karena secara teori nilai F berbanding lurus
dengan konsentrasi filtrat CaCO3. Pada media filter pasir kuarsa diperoleh
konsentrasi filtrate sebesar 0,012727 gr/cm3 dan pasir silika 0,0124 gr/cm3. Hal ini
sudah sesuai dengan teori bahwa pasir silika lebih baik dibandingkan dengan
kuarsa.
I-13
Setelah itu, waktu filtrasi (penyaringan) juga mempengaruhi besar
filterability number. Waktu operasi filtrasi pada pasir kuarsa lebih lama daripada
pasir silika, yaitu sebesar 66 sekon dan 58,35 sekon. Hal ini dikarenakan CaCO3
ini cepat berkumpul dan mengendap hingga tertahan pada funnel dan terjadi
penyumbatan (clogging) serta diperlukan waktu yang lama untuk filtrasi. Hal ini
sudah sesuai dengan teori karena pasir kuarsa lebih baik disbanding pasir silika
sebagai filter.
Volume penyaringan (hasil filtrasi) juga mempengaruhi filterability
number pada dua jenis pasir berbeda. Secara teorinya semakin banyak volume
penyaringan, maka menyatakan bahwa proses filtrasinya kurang baik. Sedangkan
semakin sedikit volume penyaringan, maka semakin baik operasi penyaringannya
dikarenakan banyak suspensi yang terahan di media filter. Dalam hasil
pengamatan diperoleh pasir kuarsa sebesar 1074 ml dan pasir silika 1054 ml. hal
ini sesuai dengan teori, yang menyatakan pasir silika lebih baik disbanding pasir
kuarsa dalam penggunan sebagai media filter.
Selain hal di atas, debit (Q) dan kecepatan filtrasi juga mempengaruhi
filterability number. Pada media filter kuarsa, debit (Q) diperoleh sebesar 15,2831
cm3/s sedangkan pada pasir silika sebesar 16,9994 cm3/s. Q pasir kuarsa lebih
kecil daripada pasir silika disebabkan oleh waktu filtrasi yang besar dan volume
filtrat yang besar, sebaliknya pada pasir silika memiliki waktu filrasi yang kecil
dengan volume filtrat yang kecil. Secara teori, nilai debit (Q) yang besar akan
menimbukan adanya ruang dan jarak antar partikel hingga suspensi lebih mudah
melewati dan lolos pada media pasir silika dengan nilai debit yang besar
dibandingkan pasir kuarsa. Hal ini telah sesuai dengan teori bahwa besarnya
flowrate pada media filter akan membuat proses filtrasi semakin baik menyatakan
bahwa pasir silika lebih baik disbanding kuarsa.
Filterability number juga dipengaruhi oleh kecepatan rata-rata aliran.
Semakin besar nilai kecepatan rata-rata operasi filtrasi berlangsung, maka akan
semakin baik medium filternya. Kecepatan filtrasi CaCO3 dengan menggunakan
pasir kuarsa lebih kecil yaitu sebesar 53,9210 cm/s disbanding pasir silika
60,1536 cm/s. ini dikarenakan suspensi CaCO3 yang difiltrasi mengalami
I-14
penyumbatan sehingga semakin lancar melalui media filter dengan waktu yang
lebih singkat. Hasil percobaan sudah sesuai dengan teorinya bahwa pasir silika
memiliki kecepatan yang lebih baik dibanding pasir kuarsa.
Dari beberapa faktor yang mempengaruhi filterability number di atas,
dapat dibuat perhitungan sehingga diperoleh nilai F untuk pasir silika sebesar
6,1067 x 10-3 dan pasir kuarsa adalah 8,0467 x 10-3. Semakin kecil nilai F, maka
semakin baik pula kemampuan filter tersebut melakukan filtrasi. Hal ini
dikarenakan medianya lebih kecil dan pori-pori dari structural kumpulan pasir
tersebut dapat menahan endapan lebih baik. Dalam teorinya menyatakan pasir
kuarsa memiliki nilai F yang lebih besar dibandingkan silika. Dan hasil
perhitungan yang didapat dari persamaan rumus (1.1) diperoleh nilai F dari pasir
silika lebih kecil dibandingkan pasir kuarsa. Hal ini sudah sesuai dengan teori
karena dalam proses filtrasi memiliki kesesuaian antara suspensi dan medium
yang digunakan, apabila menggunakan suspensi dari CaCO3 maka akan lebih baik
menggunakan pasir silika dengan mediumnya.
I-15
1.5 PENUTUP
1.5.1 Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulakan
bahwa:
1. Faktor-faktor yang mempengaruhi filterability number adalah konsentrasi dan
jenis suspensi, konsentrasi filtrat, jenis media filter, headloss, waktu filtrasi,
debit, dan kecepatan rata-rata filtrasi.
2. Nilai filterability number untuk media pasir kuarsa sebesar 8,0467 x 10-3.
3. Nilai filterability number untuk media pasir silika sebesar 6,1067 x 10-3.
1.5.2 Saran
Saran yang diberikan dalam percobaan ini adalah sebaiknya lebih teliti
dalam perhitungan waktu dengan volume penampungan serta mengamati
ketinggian manometer.
I-16
DAFTAR PUSTAKA
Brown, Martin. G. 1956. Unit Operation. John Willey and Sons, Inc: New York.
Geankoplis, J. C. 1997. Transport Processes and Unit Operations 3rd Edition. Prentice-Hall of India: New York.
Mc Cabe, W. L. 1999. Operasi Teknik Kimia Jilid 2 Edisi Keempat. Erlangga: Jakarta.
Perry, Robert H. 1997. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook 7th Edition. Mc Graw-Hill Book Companies: New York.
Tim Dosen Teknik Kimia. 2008. Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia. UNLAM: Banjarbaru.
I-17
DAFTAR NOTASI
A = Luas permukaan tube (cm2)
C = Konsentrasi rata-rata filtrat (g/mL)
Co = Konsentrasi inlet suspension (g/mL)
d = Diameter tube (m)
F = Filterability number
H = Head loss
h = Tinggi manometer (cm)
m = Massa (g)
ρ = Rapat massa (g/cm3)
Q = Debit (cm3/s)
T = Temperatur (oC)
t = Waktu (s)
V = Volume (mL)
v = Kecepatan rata-rata (cm/s)
I-18
LAMPIRAN
Perhitungan :
A. Perhitungan filterability number dari CaCO3 untuk ukuran pasir kuarsa yang
lolos pad ayakan 710 micron dan tertahan di ayakan 500 micron
Diketahui: h1 = 415 mm = 41,5 cm
h2 = 100 mm = 10 cm
m CaCO3 = 10 gram
V akuades = 1000 ml
m endapan basah = 16,5 gram
m endapan kering = 12,8 gram
ρ akuades = 0,996 g/cm3
V pengosongan = 72 ml
V filtrasi = 1074 ml
Diameter pipa = 0,6 cm
t filtrasi = 66 sekon
Ditanya: Filterability Number (F) ?
Jawab :
Menentukan Head Loss (H)
H = ∆H = h1 – h2
= 41,5 cm – 10 cm
= 31,5 cm
Menentukan konsentrasi inlet suspension (Co)
Co = m CaCO3 / V akuades
= 14 gram/1000 ml
= 0,014 g/ml
V air yang menguap = m padatan basah-m padatan keringρ air
= (3,3509-0,0041)0,99624 g/ml
= 3,359 ml
I-19
V total = V filtrat + V air yang menguap
= (1059+3,359) ml
= 1062,359 ml
Q = 1062,359 ml67s
= 15,856 ml/s
= 15,856 cm3/s
v = QA
= 15,856 cm3 /s0,2826 cm2 = 56,1 cm/s
Co = m CaCO 3Vair
= 0,1 g1000 ml = 1x10-4 g/ml
C = m CaCO 3 endapan kering V filtrat total
= 0,0041 g1062,359 ml
= 3,859x10-6 g/ml
F = H .C
V . Co .t
=
0,5 (cm ) x3,859x 10-6(gml )
56,1(cms )x 10 -4(gml )x 67 s
= 5,13 x 10-6
I-20
B. Perhitungan filterability number dari CaCO3 untuk ukuran media filter 710
micron
Diketahui: m CaCO3 = 0,1 g
V air = 1000 ml
t pengosongan = 3 s
t filtrasi = 62 s
V akhir filtrasi = 1110 ml
d dalam pipa = 0,6 cm
m kertas saring 1 = 0,916 g
m kertas saring 2 = 0,97659 g
m kertas saring + padatan
- Basah = 4,4286 g
- Kering = 0,977 g
m padatan
- Basah = 3,4521 g
- Kering = 0,0005 g
V pengosongan = 28 ml
H =h1-h2
= (64-39) mm
= 25 mm = 2,5 cm
A pipa = 14
πD2
= 14
x 3,14 x (0,6)2
= 0,2826 cm2
T = 28oC
ρ air = 0,99624 g/ml (dari tabel A.2-3 density of liquid water,
Geankoplis, 1997: 855).
Ditanya: F =…..?
Jawab
t total = t filtrasi – t pengosongan
= (62-3) s = 59 s
I-21
V filtrat = V filtrasi-V pengosongan
= (1110-28) ml
= 1082 ml
V air yang menguap = m padatan basah - m padatan keringρ air
= (3,4521-0,0005)0,99624 g/ml
= 3,4647 ml
V total = V filtrat + V air yang menguap
= (1082+3,4647) ml
= 1085,4647 ml
Q = 1085,4647 ml59 s
= 18,398 ml/s
= 18,398 cm3/s
v = QA
= 18,398 cm3 /s0,2826 cm2
= 65,10 cm/s
Co = m CaCO 3Vair
= 0,1 g1000 ml = 1x10-4 g/ml
C = m CaCO 3 endapan kering V filtrat total
= 0,0005 g
1085,4647 ml
= 4,6x10-7 g/ml
F = H.CCo .v.t
I-22
=
2,5 (cm ) x 4,6 x10−7( gml )
65,1( cms )x 10−4( g
ml ) x59 s= 2,994x 10-6