filter testing unit
Post on 28-Dec-2015
83 Views
Preview:
TRANSCRIPT
FILTER TESTING UNIT
I. TUJUAN PERCOBAAN
* Mengetahui prinsip kerja alat Filter Testing Unit
* Melakukan proses filtrasi pada tekanan tetap dengan variasi tekanan yang
berbeda
* Menghitung koefisien tahanan cake dan tahanan medium filter
II. ALAT YANG DIGUNAKAN
* Kertas Filter 2 lembar
* Seperangkat alat Filter Testing Unit 1 set
* Pompa Vacum 1 buah
* Penggaris 1 buah
* Stopwatch 1 buah
* Ember Plastik 1 buah
III. BAHAN YANG DIGUNAKAN
* 6 liter larutan suspense dengan konsentrasi CaCO3 3 % untuk satu run
percobaan.
IV. DASAR TEORI
Filtrasi merupakan salah satu metoda untuk memisahkan padatan dari suatu
larutan suspense. Dalam hal ini larutan suspense dialirkan melalui medium filter
(medium berpori) sehingga padatan akan tertahan pada permukaan filter sementara
filtratnya akan mengalir melalui pori-pori medium filter. Tentu saja kualitas hasil filtrasi
sangat bergantung pada pori-pori yang dipakai. Prinsip filtrasi yaitu sebagai berikut:
a) Pada awalnya suspense mengalir melalui membran filter, filtrat yang dihasilkan laju
alir besar tapi kualitas filtrat tidak begitu jernih. Seiring dengan terbentuknya cake
(padatan yang tertahan) maka laju filtrat makin menurun, tetapi kualitas filtrat
semakin jernih. Hasil itu disebabkan cake yang digunakan berbentuk fungsi sebagai
penyaring juga. Apabila lapisan cake yang terbentuk makin tebal mengakibatkan
laju filtratnya makin kecil. Oleh karena itu, pada ketebalan tertentu harus dilakukan
proses pencucian untuk menghilangkan cake.
b) Agar suspense bisa mengalir melalui medium filter, maka dibutuhkan perbedaan
tekanan yang signifikan. Hal itu biasanya dilakukan dengan dua cara, yaitu: yang
pertama suspense dipompa (sebelum medium filter tekanan lebih tinggi)/ cara
kedua ruang filter divakum sehingga suspense ditarik menuju medium filter. Filter
Testing Unit adalah metode filtrasi yang menggunakan metode kedua, metoda ini
digunakan untuk kapasitas kecil mirip penyaringan dengan corong Buchner yang
dihubungkan dengan waterjet untuk pemvakuman.
Dari dua prinsip filtrasi di atas maka dalam percobaan Filter Testing Unti akan
menghitung harga tahanan cake dan tahanan medium filter dari variasi tekanan yang
berbeda.
Persamaan yang digunakan pada tekanan tetap:
drdv
= μ α Cs
A2(−∆ P) +
μA (−∆ P) Rm ............................................................................. (1)
Dimana:
Kp= μ α Cs
A2(−∆ P) dan β= μ Rm
A (−∆ P)
Persamaan tersebut kemudian diintegralkan menjadi:
∫0
t
dt = ∫0
v
( μ α CsA2(−∆ P)
v+¿ μRmA(−∆ P)
)dv¿ ............................................................. (2)
Persamaan tersebut kemudian diintegralkan menjadi:
t = μ α Cs
2 A2(−∆ P)v2+ μ Rm
A (−∆ P)v
tv
= μ α Cs
2 A2(−∆ P)v+ μ Rm
A(−∆ P) ............................................................................... (3)
Persamaan 3 disederhanakan menjadi:
tv
= Kp2
v+β ............................................................................................... (4)
Dimana:
Kp= μ α Cs
A2(−∆ P) dan β= μ Rm
A (−∆ P)
Keterangan:
t = waktu filtrasi (s)
v = volume filtrat yang dihasilkan saat t (m3)
α = koefisien tahanan cake (m/kg)
Rm = koefisien medium filter (m-1)
μ = viscositas filtrat (Pa s atau kg/ms)
A = luas total medium (m2)
∆ P = perbedaan tekanan (N/m2 atau kg/me)
Cs = konsentrasi slurry (kg/m3)
V. PROSEDUR KERJA
1. Memasangkan dua lembar kertas filter di atas alat filter glass (support), kemudian
meletakkan pada peralatan Filter Testing Unit.
2. Merapatkan skrup dengan pemutaran manual, memeriksa sambungan gasket, tangki
pengaduk, pompa peristaltik dan unit penampung. Memastikan tidak ada kebocoran.
3. Mengatur tekanan vakum yang dikehendaki.
4. Menghidupkan pompa peristaltik.
5. Mencatat waktu untuk setiap 0,5 liter (dan kelipatannya) filtrat yang diperoleh.
6. Menghentikan proses filtrasi setelah jumlah filtrat total mencapai 6 liter.
7. Membuka filter yang dipasang, membersihkan cake (padatan yang tertahan).
8. Mengambil filter dengan hati-hati, mengukur luas cake yang diperoleh.
9. Membersihkan peralatan yang sudah digunakan.
VI. DATA PENGAMATAN
Volume (liter) Waktu (menit) Tekanan (-∆P)
1 14 0,04
2 26 0,03
3 39 0,039
4 54 0,039
5 69 0,039
6 82 0,039
Berat kapur (CaCO3) = 180 gr
Berat cake yang terbentuk = 270 gr
VII. PERHITUNGAN
Diketahui : μ = 0,01 kg/ms
(-∆ P ¿ = 0,04 bar = 0,04 x 105 N/m2 = 4 x 103 N/m3
D = 20 cm
r=D2
=20 cm2
=¿ 10 cm = 0,1 m
A = πr2 = 3,14 x (0,1)2 m2 = 0,0314 m2
ρair = 996,9 kg/m3
V air = 6 liter = 6 dm3 = 6 x 10-3 m3
mair= ρair x V air = 996,9 kg/m3 x 6 x 10-3 m3 = 5,9814 kg = 5981,4 gram
mCaCO3= 270 gr
Kp = 2 x slope
= 2 x 0,035
= 0,07
β = intersep = 13,37
Konsentrasi slurry dalam umpan (Cx) = mCaCO3
mair
= 270gr
5981,4 gr = 0,0451
Konsentrasi slurry dalam filter = PC x
1−2C x =
996,9kg
m 3x 0,0451
1−2(0,0451) =
44,9602kg
m 30,9098
= 49,4177 kgm3
Kp= μ α Cs
A2(−∆ P)
α = Kp A2(−∆ P)
μCs
=
0,067 x (0,0314m)2 x (0,04 x 105 N
m2)
0,01kgms
x 49,4177 kg/m3
= 0,27607 N
0,494177 kg2¿m4 s
= 0,5586 m/kg
β= μ RmA (−∆ P)
Rm = β A(−∆ P)
μ =
13,37 x0,0314 m x (0,04 x 105 N
m2)
0,01 kg /ms = 167927,2 m-1
VIII. ANALISIS PERCOBAAN
Pada percobaan kali ini, praktikan melakukan percobaan dengan tujuan dapat
memisahkan padatan tersuspensi dalam cairan dengan menggunakan ruang filter di
vakum dimana menggunakan alat berupa Filter Testing Unit. Bahan yang digunakan
yaitu berupa kapur (CaCO3) yang dilarutkan dengan air hingga mencapai volume 6
liter. Percobaan ini juga bertujuan untuk mendapatkan nilai koefisien tahanan cake dan
tahanan medium filter.
Hasil pemisahan menggunakan alat ini yaitu berupa cake. Cairan suspensi
dimasukkan ke dalam tangki berpengaduk agar tidak terjadi pengendapan pada dasar
tangki dan agar tidak terjadi penyumbatan pada aliran selang. Cairan suspensi yang
mengalir dengan bantuan vakum akan naik menuju medium filter dimana sebelumnya
telah dipasang kertas saring untuk memisahkan cake dan filtratnya.
Semakin besar laju proses penyaringan, maka semakin sedikit cake yang
terbentuk. Namun sebaliknya, semakin kecil laju proses penyaringan, maka semakin
banyak pula cake yang terbentuk. Waktu yang dibutuhkan untuk proses penyaringan
juga akan semakin lama bila cake yang terbentuk banyak. Analisa variasi tekanan akan
lebih baik dilakukan, akan tetapi hal ini tidak dapat dilakukan dikarenakan tekanan
telah diatur secara otomatis (tetap).
IX. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :
* Untuk memisahkan padatan yang tersuspensi di dalam cairan dengan
menghasilkan cake medium filter dapat digunakan Filter Testing Unit.
* Semakin tebal cake, maka semakin kecil laju proses penyaringan dan waktu
yang dihasilkan pula semakin lama.
* Tahanan cake = 0,5586 m/kg
* Tahanan medium filter = 167927,2 m-1
DAFTAR PUSTAKA
Tim Jobsheet. Petunjuk Praktikum Satuan Operasi-1. 2012. Politeknik Negeri
Sriwijaya: Palembang
top related