Filtrasi Kelp 4
Click here to load reader
-
Upload
luci-oktaria-sitorus -
Category
Documents
-
view
147 -
download
7
Transcript of Filtrasi Kelp 4
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Proses filtrasi merupakan proses pemisahan campuran yang heterogen
antara fluida dan partikel-partikel padatan dengan menggunakan media filter.
Pada media filter, fluida akan diloloskan dan partikel padatan tertahan Prosedur
filtrasi sederhana dapat diterapkan langsung pada benda padat yang bentuknya
tetap. Sebaliknya, diperlukan perlakuan-perlakuan khusus sebelum dan sesudah
proses filtrasi jika padatan yang akan dipisahkan berupa cairan yang mudah
terdeformasi atau berukuran kecil dan relatif sulit diambil dari suspensi cair.
Saat ini, filtrasi banyak dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah
pada pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium,
menghilangkan pirogen dan pengotor pada air suntik injeksi dan obat‐obat injeksi,
dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula dan untuk memurnikan
bahan-bahan obat dari partikel dan bahan yang tidak diinginkan sehingga dapat
menjamin hasil akhir dari suatu produk obat yang berkualitas dan sesuia syarat
yang ditentukan.Filtrasi juga 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 harus didukung dengan teknologi lain agar filtrasi lebih praktis,
cepat, dan kualitas produk tidak terdegradasi.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa itu filtrasi?
2. Apa itu media filtrasi dan apa syarat-syarat media filtrasi?
3. Apa saja jenis – jenis filtrasi?
4. Bagaimana pengaruh beberapa factor terhadap proses filtrasi?
5. Bagaimana cara merawat alat-alat filtrasi?
1
BAB II
ISI
2.1 Pengertian Filtrasi
Filtrasi (penyaringan) adalah proses pemisahan partikel zat padat dari
fluida dengan jalan melewatkan fluida tersebut melalui suatu medium penyaring
atau septum (septum), dimana zat padat itu tertahan. Istilah medium penyaring
dapat dikatakan juga sebagai medium berpori (filter cloth). Dalam operasi filtrasi,
partikel – partikel padatan tersuspensi dalam cairan atau gas dihilangkan secara
fisika atau mekanis dengan cara melewatkannya melalui medium penyaringan
tersebut. Di dalam campuran zat cair, partikel-partikel padat tersuspensi dapat
berupa partikel yang sangat halus, partikel tegar (rigid) atau plastis, berbentuk
bulat atau beragam dan partikel agregat atau individual (diskrit).
Dalam filtrasi industri, kandungan zat padat dapat mencapai jumlah yang
sangat tinggi. Kadang – kadang umpan itu dimodifikasi dengan sesuatu cara
perlakuan pendahuluan untukmeningkatkan laju filtrasi, misalnya dengan
pemanasan, rekristalisasi, atau dengan menambahkan bahan penolong filtrasi
(filter aid), seperti selulosa, kapur giling, atau tanah diatomea. Selain dapat
membantu melancarkan proses penyaringan atau meningkatkan laju filtrasi, filter
aid juga dapat dapat mempertinggi umur (life time) medium filter dan
menghilangkan zat warna dan bau yang terdapat dalam cairan.
Fluida mengalir melalui medium filter oleh karena adanya perbedaan
tekanan yang melintas pada medium itu.Oleh karena itu, ada filter yang beroperasi
pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfer di sebelah hulu medium
filter, dan ada yang beroperasi dengan tekanan atmosfer di sebelah hulu dan
vakum di sebelah hilir. Tekanan di atas tekanan atmosfer dapat disebabkan oleh
gaya gravitasi yang bekerja pada suatu kolom zat cair, oleh pompa atau blower,
atau oleh gaya sentrifugal.
Kebanyakan filter industri adalah filter tekanan atau filter vakum. Alat itu
ada yang kontiniu dan ada pula yang tidak kontiniu, bergantung pada
2
caramengeluarkan zat padatnya, stedi atau terputus-putus. Pada filter tak kontiniu,
aliran zat cair yang melalui piranti itu adalah kontiniu pada sebagian besar
siklusnya, tetapi aliran itu harus diputus-putuskan secara periodic guna
memungkinkan zat padat yang terkumpul itu dikeluarkan. Dalam filter kontiniu,
pengeluaran zat padat maupun zat cair berlangsung secara kontiniu tanpa terputus
selama alat itu beroperasi.
Hal yang paling utama dalam filtrasi adalah mengalirkan fluida melalui
media berpori. Filtrasi dapat terjadi karena adanya gaya dorong, misalnya ;
gravitasi, tekanan dan gaya sentrifugal. Pada beberapa proses media filter
membantu balok berpori (cake) untuk menahan partikel-partikel padatan di dalam
suspensi sehingga terbentuk lapisan berturut-turut pada balok sebagai filtrat yang
melewati balokdan media tersebut.
2.2 Media Penyaring
Filter medium (medium penyaring) adalah bahan padat berpori yang
berfungsi menahan partikel-partikel padatan berukuran lebih besar dan
meloloskan partikel padat berukuran lebih kecil dari diameter porinya bersama-
sama dengan cairan. Beberapa filter medium yang sering digunakan antara lain
seperti nilon, dacron cloth, kawat baja (steel mesh) gulungan baja tahan karat
berbentuk koil, kain kasa dan lain-lain. Dalam industri, filtrasi ini meliputi
beragam operasi mulai dari penapisan sederhana sampai separasi yang amat
rumit.Fluidanya mungkin berupa zat cair atau gas, arus yang berharga mungkin
fluidanya, tetapi bisa pula zat padatnya, atau bahkan kedua-duanya.Terkadang
tidak ada diantara keduanya yang berharga, seperti limbah padat yang harus
dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang.
Septum di dalam setiap penyaring harus memenuhi persyaratan sebagai
berikut.:
a.Penyaring harus menahan padatan yang disaring, menghasilkan filtrat yang
cukup jernih.
b. Penyaring harus tidak tersumbat.
3
c. Penyaring harus tahan zat kimia dan cuku kuat secara fisik terhadap
operasi yang terjadi.
d. Penyaring harus dapat membuat semua kue mudah untuk dibuang.
e. Penyaring harus berharga wajar.
Pada industri filtrasi, medium penyaring yang umum adalah kain kanvas,
atau bahan tenun tertentu (dari bebek atau kain kepar).Berat dan bentuk dari
tenunan bervariasi tergantung pada permintaan. Cairan korosif membutuhkan
jenis media penyaring tertentu seperti kain wol, kain logam monel atau stainless
steel, kain gelas, atau kertas. Jenis serat seperti nilon, polipropilena, dan berbagai
polyester juga mempunyai ketahanan tinggi terhadap zat kimia.
Suatu kain dengan ukuran mesh yang diberikan, sintetis halus atau serat
logam kurang efektif daripada serat alami kasar dalam memindahkan partikel
sempurna. Biasanya, kerugian ini hanya dialami pada permulaan filtrasi, oleh
karena selain keras, partikel kasar yang tidak mengandung partikel sempurna
bukanlah septum tetapi lapisan awal dari padatan terendapkan.Filtrat pada
awalnya agak buram, namun lama kelamaan semakin jernih.Filtrat buram
dikembalikan ke dalam tangki Lumpur untuk refiltrasi.
Tipe-tipe media filtrasi adalah :
a. Strainers dan kain filter
Kain atau kertas filter terdiri dari lapisan fiber yang berbeda untuk
membuat poriyang membuat cairan mengalir terus menerus ketika
mengumpulkan partiel padat. Fiber ini mungkin berupa sintesis seperti
nilon atau polyester, atau yang alami seperti kapas atau wol.
Kebanyakan, kain filter digunakan untuk filtrasi cake.Disini, slurry
disaring terus pada medium filter, sehingga padatan terkumpul diatas
medium filter dari cake. Nantinya, pembentukan cake menunjukkan
proses filtrasi sesungguhnya dimana medium filter hanya membantu cake.
Sebagian besar prosedur filtrasi melibatkan cake bisa digunakan pencucian
untuk perolehan filrasi secara maksimum.Ketika cake filter dicuci, cairan
yang selalu air, mengalir terus pada cake untuk mengambil sisa-sisa filtrasi
4
dari cake.Biasanya, digunakan maksimal 4kali volume filtrasi dari cairan
pencuci.
b. Filter cartridge
Filter catrige terdiri dari gulungan media filter sehingga melukai beberapa
lapisan dari cover media filtrasi yang lainnya. Pada luka cartridge ini
selalu di masukkan dalam rumah yang mungkin hold lebih dari satu
cartsidge pada sebuah waktu.
Filter cartridge mungkin digunakan sebagai filter permukaan atau filter
dalam. Ketika cartridge berlipat, yang mana media filter merintangi
partikel padat dari pengaliran yang terus menerus. Ketika cartridge terdiri
darilapisan terlukadari media filtrasi, operasi itu sebagai filter yang luas
dan lapisan yang menyaring partikel padat pada slurry yang mengalir terus
menerus.
c. Bag Filter
Bag filter terdiri dari felt, sebuah membrane porous, atau lapisan yang
terbuat dari fiber alami atau sintetis. Bag filter adalah design yang simple
dan tidak mahal. Mereka sering diletakkan dalam rumah, dan slurry
bergerak terus-menerus.
Bag filter yang besar digunakan untuk menyaring debu dan penyebab
kontaminasi lainnya pada pabrik logam. Filter seperti itu digunakan dalam
membuat besi dan baja seperti semen, lime dan clay.
Dua tipe utama media filter dijumpai di laboratorium kimia, yaitu media
filter permukaan dan media filter kolom:
a. Filter permukaan (surface filter)
Saringan padat yang perangkap partikel-partikel padat, dengan atau tanpa
bantuan kertas filter, misalnya corong Büchner, filter sabuk, filter drum
vakum putar, filter lawan arah, dan filter ayakan.
b. Filter kolom (depth filter)
Hamparan material butiran yang menahan partikel padat saat melintas
(pasir misalnya filter).Jenis pertama memungkinkan partikel-partikel
5
padat, yaitu residu, untuk diambil utuh, jenis kedua tidak bisa.Namun,
jenis kedua adalah kurang rentan terhadap penyumbatan karena luas
permukaan yang lebih besar di mana partikel-partikel bisa
terperangkap.Juga, ketika partikel-partikel padat sangat halus, seringkali
lebih murah dan lebih mudah untuk membuang butiran terkontaminasi
dibandingkan untuk membersihkan saringan padat.
Media filter dapat dibersihkan dengan membilasnya dengan pelarut atau
deterjen. Atau, dalam aplikasi engineering, seperti tanaman air kolam renang
pengobatan, mereka mungkin akan dibersihkan oleh backwashing. filter layar
Self-pembersihan menggunakan point-of-hisap backwashing untuk membersihkan
layar tanpa mengganggu sistem aliran.
2.3 Jenis – Jenis Filter
Alat filtrasi (filter) dapat diklasifikasikan berdasarkan gaya dorong (driving
force) menjadi dua golongan, yaitu filter klarifikasi (clarifying filter, gravity filter)
dan filter ampas (cake filter, pressure filter).
2.3.1 Filter klarifikasi (Clarifying Filter, Gravity Filter)
Filter ini dikenal juga sebagai filter hamparan tebal (deep bed filter),
karena partikel-partikel zat padat diperangkap di dalam medium filter dan
biasanya tidak ada lapisan zat padat yang terlihat dari permukaan medium. Filter
ini biasanya digunakan untuk memisahkan zat padat yang kuantitasnya kecil dan
menghasilkan gas yang bersih atau zat cair yang bening, seperti minuman.
Klarifikasi berbeda dengan penapisan karena pori medium filter ini jauh lebih
besar dari diameter partikel harus dipisahkan.partikel-partikel itu ditangkap oleh
gaya-gaya permukaan dan dibuat tidak bisa bergerak di dalam saluran aliran, dan
walaupun mengakibatkan diameter efektif saluran itu menjadi lebih kecil, namun
biasanya tidak sampai menyebabkan saluran itu buntu.
6
Filter ini terbagi :
a. Filter Cartridge
Gambar Cartridge Filter
b. Filter tangki
Filter klarifikasi bekerja menggunakan gaya dorong gravitasi, merupakan
tipe yang paling tua dan sederhana. Salah satu filter ini tersusun atas
tangki-tangki yang bagian bawahnya berlubang-lubang dan diisi dengan
pasir-pasir berpori dimana fluida mengalir secara laminer. Filter ini
digunakan untuk proses fluida dengan kuantitas yang besar dan
mengandung sedikit padatan. Contohnya : pada pemurnian air.Tangki
biasanya terbuat dari kayu, bata atau logam tetapi untuk pengolahan air
biasa digunakan beton.Saluran dibagian bawah yang berlubang mengarah
pada filtrat, saluran itu dilengkapi dengan pintu atau keran agar
memungkinkan backwashing dari dasar pasir untuk menghilangkan
padatan-padatan yang terakumulasi.Bagian bawah yang berlubang tertutup
oleh batuan atau kerikil setinggi 1 ft atau lebih untuk menahan pasir. Pasir
yang biasa digunakan dalam pengolahan air sebagai media filter adalah
pasir-pasir kuarsa dalam bentuk yang seragam. Kokas yang dihancurkan
biasanya digunakan untuk menyaring asam sulfur.Batu kapur biasanya
digunakan untuk membersihkan cairan organik baik dalam filtrasi maupun
adsorbsi.
Hal yang harus diperhatikan dalam filter gravitasi, bongkahan-bongkahan
kasar (batu atau kerikil) diletakkan bagian atas balok berpori (cake) untuk
7
menahan materi-materi kecil yang ada di atasnya (pasir, dll). Materi yang
berbeda ukurannya harus diletakkan dengan membentuk lapisan-lapisan
sehingga dapat bercampur dan ukuran untuk setiap materi harusnya sama
untuk menyediakan pori-pori dan kemampuan yang maksimal.
c. Continous Precoat Filter
2.3.2 Filter Ampas (Cake Filter, Pressure Filter)
Filter ampas digunakan untuk memisahkan zat padat yang kuantitasnya
besar dalam bentuk ampas atau kristal ataupun lumpur. Biasanya filter ini
diperlengkapi untuk pencucian zat padat dan untuk mengeluarkan sebanyak-
banyaknya sisa zat cair dari zat padat itu sebelum zat padat itu dikeluarkan dari
filter. Medium filter pada filter ini relatif lebih tipis dibandingkan dengan yang
digunakan dalam medium filter. Pada awal filtrasi sebagian partikel padat masuk
ke dalam pori medium dan tidak dapat bergerak lagi, tetapi segera setelah itu
bahan itu terkumpul pada permukaan septum. Setelah periode pendahuluan yang
berlangsung beberapa saat itu, zat padat itulah yang melakukan filtrasi, bukan
septum lagi.Ampas itu terlihat mengumpul sampai ketebalan tertentu pada
permukaan itu dan harus sewaktu-waktu dikeluarkan.
Berdasarkan prinsip operasinya, filter ampas dapat dikelompokkan ke
dalam beberapa kelompok, yaitu filter tekanan dan filter vakum. Filter tekanan
dapat memberikan perbedaan tekanan yang cukup besar melintas septum sehingga
menghasilkan filtrasi yang cukup cepat dengan zat cair viskos atau zat padat
halus.
Penyaring ampas memisahkan padatan dengan jumlah relatif besar sebagai
suatu kue kristal atau lumpur. Seringkali penyaring ini dilengkapi peralatan untuk
membersihkan cairan dari padatan sebelum dibuang.
8
Proses pengoperasiannya sebagai berikut:
Pada permulaan filtrasi pada penyaring cake beberapa partikel padat
memasuki medium pori dan ditahan, tetapi dengan segera mulai berkumpul di
permukaan septum.
Setelah periode awal ini padatan mulai terfiltrasi; padatan tersebut mulai
menebal di permukaan dan harus dibersihkan secara periodik. Kecuali
dilengkapi kantong penyaring untuk pembersih gas, penyaring umumnya
hanya digunakan untuk pemisahan padat-cair.
Penyaring dapat dioperasikan dengan tekanan di atas atmosfer pada aliran atas
medium penyaring atau tekanan vakum pada aliran bawah.
2.3.2.1 Filter tekanan
Ada dua proses untuk filter tekanan ini, yaitu secara Batch dan Kontinu
1. Secara Batch
a. Filter Kempa (filter press)
Filter ini terdiri dari seperangkat lempengan (plate) yang dirancang untuk
memberikan sedereran ruang atau kompartemen dimana zat padat itu akan
mengumpul. Lempengan itu ditutup dengan medium filter, seperti
kanvas.Bubur umpan masuk ke dalam masing-masing komponen itu dengan
tekanan.Cairannya lewat melalui kanvas dan keluar melalui pipa pengeluar,
dan meninggalkan ampas (zat padat) basah di dalam ruang itu.Lempengan
tersebbut ada yang berbentuk bujur sangkar atau lingkaran, dan ada yang
vertikal atau horizontal.
9
Gambar 2. Mesin Pres Bersaringan (Filter Press)
Suatu mesin pres bersaringan berisi satu set plat yang didesain untuk
menyediakan serangkaian ruang atau kompartemen yang didalamnya padatan
dikumpulkan. Plat-plat tersebut dilingkupi medium penyaring seperti
kanvas.Lumpur dapat mencapai tiap-tiap kompartemen dengan tekanan tertentu;
cairan melalui kanvas dan keluar ke pipa pembuangan, meninggalkan padatan kue
basah dibelakangnya. Plat dari suatu mesin pres bersaringan dapat berbentuk
persegi atau lingkaran, vertikal atau horizontal. Kebanyakan kompartemen
padatan dibentuk dengan penyelia plat polipropelina cetakan. Dalam desain lain,
kompertemen tersebut dibentuk di dalam cetakan plat berbingkai (plate-and-
framepress), yang didalamnya terdapat plat persegi panjang yang pada satu sisi
dapat diubah-ubah.
Pengoperasianmesin pres bersaringan (filter press) jenis plat dan bingkai (plate
and frame) adalah sebagai berikut:
Plat dan bingkai dipasang pada posisi vertikal dalam rak logam, dengan kain
melingkupi permukaan setiap plat, dan ditekan dengan keras bersama dengan
memutar skrup hidraulik.
Lumpur memasuki suatu sisi akhir dari rangkaian plat dan bingkai.
Lumpur mengalir sepanjang jalur pada satu sudut rangkaian tersebut.
Jalur tambahan mengalirkan lumpur dan jalur utama ke dalam setiap bingkai.
Padatan akan terendapkan di atas kain yang menutupi permukaan plat.
10
Cairan menembus kain, menuruni jalur pada permukaan plat (corrugation),
dan keluar dari mesin press.
Setelah merangkai mesin pres, lumpur dimasukkan dengan pompa atau
tangki bertekanan pada tekanan 3 s.d. 10 atm.
Filtrasi dilanjutkan sampai cairan tidak lagi muncul pada keluaran atau
tekanan filtrasi secara tiba-tiba meningkat.
Hal ini terjadi ketika bingkai penuh padatan atau tidak ada lumpur lagi yang
dapat masuk.
Jika hal demikian terjadi, mesin pres dapat dikatakan mengalami kemacetan
(jammed). Cairan pencuci mungkin dapat digunakan untuk membersihkan
pengotor yang larut dari padatan., setelah itu kue dapat ditiup dengan kukus
(steam) atau udara untuk membersihkan cairan yang tersisa.
Mesin pres kemudian dibuka, dan padatan kue dihilangkan dari medium
penyaring dan dipindahkan ke konveyor atau tempat penampungan.
Dalam banyak mesin pres, operasi tersebut dilakukan secara otomatis.
Gambar 1. Mesin pres bersaringan (filter press)
b. Filter plat-dan-bingkai (plate-and-frame filter)
Filter tekanan biasanya tersusun dari pelat-pelat dan bingkai-bingkai. Plat dan
bingkai terpasang dengan suatu medium filter di atas sisi masing-masing plat
itu. Plat tersebut mempunyai saluran yang memotong plat tersebut sehingga
filtrate cairan yang bersih dapat mengalir ke bawah pada masing-masing plat
tersebut. Pelat-pelat dan bingkai-bingkai disusun secara bergantian dengan
11
filter kain dengan arah berkebalikan pada tiap pelat. Pemasangannya dilakukan
secara bersamaan sebagai kesatuan gaya mekanik (oleh sekrup/secara hidrolik).
Slurry dipompakan ke dalam penekan dan mengalir melalui saluran pipa ke
dalam bingkai yang terbuka sehingga slurry tersebut mengisi bingkai itu.Aliran
filtrate mengalir melalui medium filter dan partikel padat membentuk sebagai
cake di bagian atas sisi bingkai kain itu. Filtrat mengalir antara medium filter
dan muka plat melalui saluran keluar. Proses filtrasi berlangsung sampai
bingkai tersebut diisi sepenuhnya dengan partikel padat. Ketika bingkai itu
telah diisi sampai penuh,maka bingkai dan plat tersebut terpisah dan cake
tersebut dibuang. Kemudian filter atau saringan itu dipasang kembali dan
proses filtrasi diulangi lagi.
Ada beberapa macam tipe bertekanan yang menggunakan pelat dan bingkai.
Yang paling sederhana mempunyai salah satu saluran tunggal mengenali
suspensi pada pencucian dan pembukaan tunggal pada setiap pelat untuk
mangalirkan cairan (pada pengiriman terbuka). Tipe yang lain mempunyai
saluran terpisah untuk membedakan suspensi dan air pencucian tetapi ada juga
yang menggunakan saluran terpisah untuk memisahkan suspensi dan air
pencucian (pada pengiriman tertutup). Saluran ini biasanya terdapat di pojok
atau di tengah atau tepat di tengah.
Umpan suspensi masuk malalui saluran yang terbentuk dari lubang-lubang
pada pojok kanan atas antara pelat dan bingkai. Dari saluran ini, suspensi
masuk ke bingkai menuju ruang di antara pelat-pelat. Tekanan pada suspensi
diumpankan pada proses penekanan untuk menghasilkan filtrat. Filtrat tersebut
menuju ruang-ruang diantara kain dan pelat melalui kain-kain dari kedua sisi
pelat ke keluaran yang berupa klep atau menuju saluran kedua yang dibentuk
oleh lubang-lubang pada pojok lain dari pelat dan bingkai dengan keluaran
yang didukung oleh pelat-pelat tidak oleh bingkai. Baik keluaran melalui
saluran atau melalui keran atau klep dan pelat dilubangi atau dibuat dengan
filtrat, memasuki keluaran melalui sisi pelat.
12
Padatan dalam suspensi berakumulasi dalam kain pada sisi sebaliknya dari
pelat-pelat. Setelah beberapa waktu sebagian kecil ruang diantara pelat tersedia
untuk suspensi, dan umpan dimatikan. Jika cake dicuci, fluida pencuci di
dalamnya disalurkan ke dalam suspensi atau masukan campuran bi balik
suspensi, masuk ke cake kurang lebih dari tengah bingkai, dan lewat menuju
pelat pada kedua sisi. Setelah cake dicuci, aliran ini terhenti, gaya yang
menahan pelat dilepaskan, pelat dan bingkai terbuka seketika, dan cake
dihilangkan atau dibuang ke dalam lubang di bawah penekan. Setelah
pembuangan selesai, penekan ditutup lagi dengan memberikan gaya mekanik
untuk mengunci pelat dan bingkai bersamaan, dan sebuah siklus baru filtrasi
dimulai.
Pencucian dapat dikeluarkan terpisah dari filtrat dengan menyediakan kedua
keluaran bawah melalui keran dan sebuah saluran terpisah pada pojok lainnya
dari pelat. Pencucian sederhana adalah ketika pencucian mengalir melalui cake
dengan jalan yang sama seperti filtrat. Ekspresi “trhough washing” atau “every
other plate washing” membutuhkan penggunaan dua tipe pelat yang
berbeda.Pelat yang bukan pencuci (satu tombol) dan pelat pencuci (tiga
tombol) diisikan dalam penekan diantara bingkai (dua tombol).Umpan
memasuki bingkai seperti sebelumnya.Pencucian memasuki setiap pelat dan
melewati dua cake pada bingkai di kedua sisi pelat, meninggalkan keran pada
pelat bukan pencuci (satu tombol).Metode ini memerlukan klep yang tertutup
pada pelat-pelat (tiga tombol) ke dalam masukan pencuci.
Semuam tipe pelat ini dapat didesain untuk mengoperasikan pada pengiriman
tertutup dengan menyediakan saluran ketiga yang dibentuk oleh lubang di
sebelah pojok kanan bawah pelat dan bingkai. Empat saluran memungkinkan
untuk mengoperasikan dengan menggunakan pengiriman tertutup dengan
keluaran terpisah untuk filtrat dan pencucian. Umpan suspensi masuk ke setiap
bingkai melalui saluran kanan atas (tidak ada pembukaan dari saluran ini ke
pelat manapun). Filtrat meninggalkan setiap pelat menuju saluran kiri bawah
bingkai penuh dengan cake. Pencucian masuk melalui saluran kiri atas ke
13
setiap pelat menuju cake ganda di antara bingkai pada sisi lain pelat ini dan
keluar melalui saluran kanan bawah pada pelat pengganti (satu tombol).
Selama pencucian keran pada filtrat pada keluaran dan masukan pencucian
tertutup.
Penekan pelat dan bingkai sangat luas digunakan khususnya ketika cake sangat
berharga dan ukurannya sangat kecil. Filter yang kontinyu menggantikan
penekan pelat dan bingkai untuk banyak operasi berskala besar.
Gambar Filter Plat
c. Filter selongsong-dan-daun (shell and leaf filter)
Untuk penyaringan pada tekanan yang lebih tinggi daripada filter di dalam
filter plat-dan-bingkai, serta untuk menghemat tenaga manusia, atau bila
pencucian ampas itu harus lebih efektif, ,kita dapat menggunakan filter
selongsong-dan-daun (sheel and leaf filter). Dalam model tangki horizontal,
seperangkat daun disusun pada suatu rak yang dapat ditarik keluar.Pada waktu
operasi, daun-daun itu terletak di dalam selongsong yang tertutup.Umpan
masuk melalui sisi tangkai, sedangkan filtrat lewat melalui daun dan keluar
melalui sistem pipa pembuangan.
14
Filter daun mirip dengan filter pelat dan bingkai, di bagian dalamnya cake
disimpan pada setiap sisi daun dan filtrat mengalir keluar melalui saluran dari
saringan pembuangan air yang kasar pada daun di antara cake, daun-daun
tersebut dibenamkan ke dalam suspensi.
Filter tertutup dan kran masukan terbuka sehingga suspensi dapat masuk ke
selongsong dengan udara yang dipindahkan dari ventilasi ke selongsong atas
bagian belakang. Ventilasi dapat tertutup atau dibiarkan terbuka setelah
selongsong penuh. Jika kran dibiarkan terbuka, maka kran akan membatasi
aliran berlebih dan akan mengembalikan umpan yang berlebih ke tangki
pengumpan sehingga dapat memberikan sirkulasi yang lebih baik antara filter
daun dan untuk menjaga partikel-partikel besar dari pengendapan filtrasi
15
dilanjutkan sampai ketebalan yang diinginkan tercapai atau filtrasi rata-rata
turun secara tajam.
2 Secara Kontinu
a. Teromol Putar
Filter ini terdiri dari sebuah tromol horizontal dengan permukaan yang
mempunyai alur-alur yang berputar dengan kecepatan yang konstan. Prinsip
kerjanya adalah umpan yang berupa zat padat dimasukkan ke alur tromol yang
berputar yang kemudian dengan bantuan air pembilas maka terpisahlah zat padat
dan zat cair. Zat cair masuk ke dalam palung dan zat padat tertahan di pisau kikis
atau scrap.
b. Rotary Horizontal Filter
Filter ini merupakan sebuah filter vakum dengan permukaan filter gelang
yang berputar yang terbagi kepada beberapa sektor. Sebagai filter horizontal yang
berputar, filter ini secara berturut-turut menerima lumpur (slurry), dicuci,
dikeringkan. Efisiensi pencucian lebih bagus dibandingkan dengan filter cakram
berputar (rotary disk filter). Filter secara luas digunakan dalam ekstraksi biji-
bijian, pencucian pulp, dan proses yang berkapasitas besar lainnya.
2.3.2.2 Filter Vakum
Vacuum filter menggunakan prinsip fisik mekanis, yaitu filtrasi. Komponen
alat ini adalah dua wadah penampung yang dibatasi oleh filter, serta sebuah
lubang untuk pompa vakum. Wadah pertama yang terletak di bagian atas
16
berfungsi untuk menampung cairan yang akan disterilisasi, dan wadah penampung
kedua yang terletak dibawah berfungsi untuk menampung cairan yang sudah
disterilisasi. Kedua wadah ini dibatasi oleh filter berpori-pori besar. Filter ini akan
dilapisi lagi dengan membrane sesuai dengan kebutuhan. Wadah bagian bawah
memiliki lubang yang dapat dihubungkan dengan pompa vakum. Saat bagian
bawah vakum, cairan dari wadah atas akan tertarik untuk melewati filter menuju
bagian bawah.
Ada dua proses untuk filter tekanan ini, yaitu secara Batch dan Kontinu
2.2.1 Secara Batch
a. Mutsch Vakum
b. Corong Buchner
2.2.2 Secara Kontinu
a. Rotary Drum Filter (filter tromol putar)
Penyaringan, pencucian, dan melepaskan cake merupakan suatu proses
yang kontiniu. Sebuah drum ditutupi dengan suatu medium filter yang
cocok. Drum tersebut berputar dan sebuah katup otomatis yang terdapat di
tengah-tengah drum itu beroperasi untuk mengaktifkan proses
penyaringan, pengeringan, pencucian, dan melepaskan cake yang ada di
dalam siklus itu. Filtrat meninggalkan melalui poros sumbu filter
(saringan) itu. Katup yang otomatis itu menyediakan saluran terpisah
untuk filtrat dan mencuci cairan. Perbedaan tekanan maksimum untuk
vakum filter hanya 1 atm. Jika drum tersebut terisi dalam sebuah sel, maka
tekanan 1 atm tersebut dapat dipakai. Pada saat ini, proses dengan
kapasitas yang besar menggunakan filter kontiniu (continuous filter).
Keuntungan yang penting adalah saringannya kontiniu dan otomatis dan
biaya tenaga kerja secara relatif rendah. Walaupun, memerlukan biaya
modal yang relatif tinggi.
17
Pengoperasiannya sebagai berikut :
Drum berputar dengan arah horizontal pada kecepatan 0.1 s.d. 2 r/min
mengaduk lumpur yang melaluinya.
Medium penyaring, seperti kanvas, melingkupi permukaan dari drum,
sebagian dibenamkan dalam cairan. Di bawah drum utama yang
berputar, terdapat drum yang lebih kecil permukaan padat.
Di antara dua drum tersebut ada ruang tipis berbentuk radial membagi
ruang anular kedalam kompartemen-kompartemen, setiap kompartemen
tersambung dengan pipa internal ke suatu lubang dalam plat berputar
pada rotary valve.
Vakum dan udara secara bergantian dimasukkan pada tiap-tiap
kompartemen dalam drum berputar.
Penyaring bergaris-garis menutupi permukaan yang tampak pada tiap-
tiap ruang membentuk suatu pergantian panel.
Filtrat dan cairan pencuci dialirkan bersama melalui suatu pipa tercelup;
padatan dibuang dengan mengalirkan udara melalui kain dari tapal diam
di dalam drum, menyentuh kain penyaring.
Perubahan arah secara tajam pada roller mengakibatkan padatan jatuh
terbuang. Kain dicuci dari roller pada bagian bawah drum.
Cairan pencuci dipercikkan secara langsung pada permukaan ampas.
Jumlah drum yang terendam merupakan suatu variabel.
Penyaring umpan diposisikan dari dasar beroperasi sekitar 30% dari
daerah penyaringan yang terendam di dalam lumpur.
Tebal ampas yang terbentuk pada penyaring vakum berputar di industri
adalah 3 s.d.40 mm (1/8 s.d. 1.5 in.).
Ukuran drum standard bervariasi dari diameter 0.3 m (1 ft) dengan
diameter permukaan 0.3 m, s.d. diameter 3 m (10 ft) dengan diameter
permukaan 4.3 m (14 ft).
b. Horizontal Belt Filter (filter sabuk horizontal)
18
c. Rotary Disk Filter
Filter ini terdiri dari cakram sepusat vertikal yang menjulang pada batang
pemutar horizontal. Prinsip operasi dari filter ini sama dengan prinsip
operasi rotary vacuum-drum filter. Tiap-tiap cakram berongga dan dilapisi
dengan kain penyaring (medium filter) dan masuk ke dalam lumpur
(slurry).Cake yang terbentuk dicuci, dikeringkan, ketika cakram tersebut
lebih tinggi separuh dari putarannya. Proses pencucian lebih sedikit
efisiensinya dibandingkan dengan tipe drum berputar (rotating drum
type).
19
2.4 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Proses Filtrasi
a. Debit FiltrasiDebit yang terlalu besar akan menyebabkan tidak berfungsinya filter secara efisien. Sehingga proses filtrasi tidak dapat terjadi dengan sempurna, akibat adanya aliran air yang terlalu cepat dalam melewati rongga diantara butiran media pasir. Hal ini menyebabkan berkurangnya waktu kontak antara permukaan butiran media penyaring dengan air yang akan disaring. Kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat melewati rongga antar butiran menyebabkan partikel–partikel yang terlalu halus yang tersaring akan lolos.
b. Konsentrasi KekeruhanKonsentrasi kekeruhan sangat mempengaruhi efisiensi dari filtrasi. Konsentrasi kekeruhan air baku yang sangat tinggi akan menyebabkan tersumbatnya lubang pori dari media atau akan terjadi clogging. Sehingga dalam melakukan filtrasi sering dibatasi seberapa besar konsentrasi kekeruhan dari air baku (konsentrasi air influen) yang boleh masuk. Jika konsentrasi kekeruhan yang terlalu tinggi, harus dilakukan pengolahan terlebih dahulu, seperti misalnya dilakukan proses koagulasi – flokulasi dan sedimentasi.
20
c. TemperaturAdanya perubahan suhu atau temperatur dari air yang akan difiltrasi, menyebabkan massa jenis (density), viskositas absolut, dan viskositas kinematis dari air akan mengalami perubahan. Selain itu juga akan mempengaruhi daya tarik menarik diantara partikel halus penyebab kekeruhan, sehingga terjadi perbedaan dalam ukuan besar partikel yang akan disaring. Akibat ini juga akan mempengaruhi daya adsorpsi. Akibat dari keduanya ini, akan mempengaruhi terhadap efisiensi daya saring filter.
d, Kedalaman media, Ukuran, dan MaterialPemilihan media dan ukuran merupakan keputusan penting dalam perencanaan bangunan filter. Tebal tipisnya media akan menentukan lamanya pengaliran dan daya saring. Media yang terlalu tebal biasanya mempunyai daya saring yang sangat tinggi, tetapi membutuhkan waktu pengaliran yang lama.Lagipula ditinjau daris segi biaya, media yang terlalu tebal tidaklah menguntungkan dari segi ekonomis.Sebaliknya media yang terlalu tipis selain memiliki waktu pengaliran yang pendek, kemungkinan juga memiliki daya saring yang rendah.Demikian pula dengan ukuran besar kecilnya diameter butiran media filtrasi berpengaruh pada porositas, laju filtrasi, dan juga kemampuan daya saring, baik itu komposisisnya, proporsinya, maupun bentuk susunan dari diameter butiran media.Keadaan media yang terlalu kasar atau terlalu halus akan menimbulkan variasi dalam ukuran rongga antar butir. Ukuran pori sendiri menentukan besarnya tingkat porositas dan kemampuan menyaring partikel halus yang terdapat dalam air baku. Lubang pori yang terlalu besar akan meningkatkan rate dari filtrasi dan juga akan menyebabkan lolosnya partikel–partikel halus yang akan disaring. Sebaliknya lubang pori yang terlalu halus akan meningkatkan kemampuan menyaring partikel dan juga dapat menyebabkan clogging (penyumbatan lubang pori oleh partikel–partikel halus yang tertahan) yang terlalu cepat.
e. Tinggi Muka Air Di Atas Media dan Kehilangan TekananKeadaan tinggi muka air di atas media berpengaruh terhadap besarnya debit atau laju filtrasi dalam media. Tersedianya muka air yang cukup tinggi diatas media akan meningkatkan daya tekan air untuk masuk kedalam pori. Dengan muka air yang tinggi akan meningkatkan laju filtrasi (bila filter dalam keadaan bersih). Muka air diatas media akan naik bila lubang pori tersumbat (terjadi clogging) terjadi pada saat filter dalam keadaan kotor.Untuk melewati lubang pori, dibutuhkan aliran yang memiliki tekanan yang cukup. Besarnya tekanan air yang ada diatas media dengan yang ada didasar
21
media akan berbeda di saat proses filtrasi berlangsung. Perbedaan inilah yang sering disebut dengan kehilangan tekanan (headloss). Kehilangan tekanan akan meningkat atau bertambah besar pada saat filter semakin kotor atau telah dioperasikan selama beberapa waktu. Friksi akan semakin besar bila kehilangan tekanan bertambah besar, hal ini dapat diakibatkan karena semakin kecilnya lubang pori (tersumbat) sehingga terjadi clogging.
2.5 Perawatan Alat Filtrasi
Perawatan filtrasi harus dirawat secara kontinu agar umur pakai peralatan
menjadi lebih panjang. Langkah-langkah perawatan sebagai berikut :
Media penyaring dibersihkan dengan diblower menggunakan udara
sehingga partikel-partikel yang ada di pori-pori penyaring tidak menempel
lagi.
Kantong penyaring untuk pembersih gas juga dibersihkan adri media
padatan atau partikel.
Penyaring bercangkang dan berdaun juga dibersihkan dari debu dan karat
sehingga media penyaringan tersebut akan bekerja secara optimum.
2.6 Aplikasi Proses Filtrasi di Industri
Aplikasi dalam industri, proses filtrasi terdapat pada alat rotary vacuum
filter. Berikut ini adalah aplikasinya :
a. Industri Perminyakan
RVF digunakan untuk menghasilkan heavy petroleum wax yang
ditemukan pada umpan asal lubicrating oil.
b. Pengolahan Air Limbah
RVF digunakan untuk filtarsi bahan buangan yang sudah tercampur.
c. Makanan dan Minuman
RVF didesain dengan spesifikasi khusus untuk menjamin kemurnian dan
tidak terkontaminasinya suatu produk.
d. Kimia dan Farmasi
Untuk aplikasi ini, RVf didesain khusus agar memenuhi tingkat kemurnian
yang sudah distandarkan sehingga resiko kontaminasinya kecil.
22
e. Filter kopi agar kopi tetap terpisah dari dasar
f. HEPA filter di AC untuk menghilangkan partikel-partikel dari udara
g. Belt filter untuk mengekstrak logam berharga di pertambangan.
h. Filtrasi menggunakan Tungku untuk mencegah unsur-unsur tungku dari
fouling dengan partikel.
i. Sistem pneumatik menyampaikan sering menggunakan filtrasi untuk
menghentikan atau memperlambat aliran material yang diangkut, melalui
penggunaan suatu baghouse.
j. Di laboratorium, sebuah Büchner saluran sering digunakan, dengan kertas
filter yang berfungsi sebagai penghalang berpori.
23
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
1. Filtrasi (penyaringan) adalah proses pemisahan partikel zat padat dari
fluida dengan jalan melewatkan fluida tersebut melalui suatu medium
penyaring atau septum (septum), dimana zat padat itu tertahan. Istilah
medium penyaring dapat dikatakan juga sebagai medium berpori (filter
cloth).
2. Syarat-syarat septum pada setiap penyaring harus dapat menahan padatan
yang disaring, menghasilkan filtrat yang cukup jernih, harus tidak
tersumbat, harus tahan zat kimia dan cuku kuat secara fisik terhadap
operasi yang terjadi, harus dapat membuat semua kue mudah untuk
dibuang, dan harus berharga wajar.
3. Proses-proses filtrasi dipengaruhi oleh temperatur, konsentrasi kekeruhan,
debit filtrasi, tinggi muka air di atas media dan kehilangan tekanan,dan
kedalaman media, ukuran, dan material
24
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.2011. Filtrasi.http://alamkimia.wordpress.com/2011/12/29/filtrasi/. Diakses pada tanggal 24 Maret 2013
Anonim.2011.Modul Filtrasi.www.4shared.com. Diakses pada tanggal 21 Maret 2013
Farmasi Unsoed. Mei 2012. Filtrasi dan Aplikasinya dalam Industri.http://tsffarmasiunsoed2012.wordpress.com/2012/05/24/filtrasi-dan-aplikasinya-dalam-industri/ . Diakses tanggal 22 Maret 2013
Mahardika, randi. 2011 .Peralatan Pemisahan. http://mahardika-duniaku.blogspot.com/2011_09_01_archive.html. Diakses pada tanggal 21 Maret 2013
25