FILTRASI

Pemisahan antara campuran heterogen antara fluida dan partikel padatan dengan menggunakan media filtrasi

Fluida dapat melewati media sedangkan padatan tertahan oleh media.

Perbedaan :

Sentrifugasi : gaya yang dibutuhkan pemisahan padatan dari suspensi lebih besar daripada gaya berat padatan sehingga diperoleh ahasil yang lebih kering. Ex: suspended batch basket centrifugation

Sedimentasi : jika gaya berat partikel padatan saja sudah dapat mampu memisahkan padatan dari suspensi. Ex : thickener, clarifier

Filtrasi : jika diinginkan padatan dengan kemurnian yang lebih tinggi. Ex : vertical pressure sand filter.

KLASIFIKASI FILTRASI

Driving force :

1. Gaya gravitasi, ex : sand filter2. Gaya sentrifugal3. Tekanan, ex : filter press

Media filter :

1. Media primer, ex : filter cloth2. Media sekunder ex : cake

Bahan yang diambil :

1. Padatan2. Filtrat3. Filtrat dan padatan

Prinsip kerja plate and frame filter

Kondisi pengoperasian

Pengaruh tekanan awal :

1. Pada tekanan awal tinggi2. Pada tekanan awal rendah

Biasanya dilakukan pada tekanan konstan

Pengadukan slurry

Tahanan yang mengontrol kecepatan filtrasi :

1. Mula-mula : kapasitas pompa2. Mulai terbentuk cake : tebal cake

Cv : konstanta filtrasi, bergantung pada sifat-sifat bahan. Cv konstan jika cake incompressible.

Cv= μ . ρ. X2k . [ ρr (1−X ) (1−ε )−ρ . X . ε ]

μ= viskositas filtrat

ρ= densitas filtrat

ρr= densitas padatan

k= permeabilitas

X= fraksi massa padatan dalam slurry

ε= porositas cake

Ve : volume filtrat yang memberikan kueh dengan tekanan yang sama dengan tahanan oleh filter dan salurannya. Ve konstan jika cake incompressible.

Cv dan Ve digunakan untuk menghitung volume filtrat optimum, sehingga diperoleh waktu siklus optimum menentukan waktu operasional pabrik.

Pencucian : dilakukan utuk membersihkan cake yang terbentu.

Pada percobaan digunakan zat pewarna untuk mempermudah pengamatan. Pengamatan warna dilakukan dari atas tabung agar warna yang terlihat secara keseluruhan/seragam

Waktu optimum (topt) : waktu optimum proses filtrasi untuk melakukan 1 siklus.

Terdiri dari :

1. Waktu filtrasi (tf)2. Waktu pencucian (tw)3. Waktu bongkar pasang (tp)

Hal-hal yang memperngaruhi filtrasi :

1. Pressure drop ((∆ P )2. Luas filter cloth3. Jenis slurry yang disaring4. Jenis filter yang digunakan

Metode Percobaan

Digunakan slurry CaCO3

1. Mampu terbentuk padatan cake

2. Dapat diasumsikan non-compressible3. Stabil terhadap bahan kimia

Digunakan plate and frame filter press :

Kelebihan :

1. Murah per unit permukaan filtrasi2. Tidak membutuhkan ruangan yang besar3. Kapasitas dapat diubah-ubah

Kekurangan :

1. Butuh tenaga kerja yang besar dalam skala besar2. Dipilih untuk padatan yang bernilai tinggi3. Proses yang dilakukan batch

Aplikasi filtrasi dalam industri :

1. Gravity filter : industri pupuk (sand filter), penjernihan air untuk steam2. Batch leaf filter : pada pabrik gula.3. Continuous rotary vacuum filter : kapasitas besar dan kontinyu; penyaringan air dari pulp4. Plate and frame filter press : slurry dengan konsentrasi tinggi, berharga, kapasitas kecil

METODE PERCOBAAN

Bahan :

1. Air kran2. CaCO33. Zat pewarna makanan

Rangkaian alat :

Cara kerja :

1. Tahap uji kebocoran Plate and frame filter dibongkar dengan membuka valve Plate no 1 diletakkan di ujung kiri alat, dilapisi dengan filter cloth dan ditutup dengan

frame. Begitu seterusnya hingga plate terakhir, kemudian ditutup kembali hingga kencang.

Ember penampung air diisi dengan air ledeng hingga hampir penuh. Valve dibuka, pompa dinyalakan dan diatur tekanannya hingga 0,5 bar sehingga air

mengalir ke dalam alat. Jika masih terdapat kebocoran (masih ada air yang menetes dari alat) maka posisi plate, filter cloth dan filter diperbaiki, dan kembali diuji hingga tidak terdapat kebocoran.

2. Pembuatan slurry CaCO3

Air ledeng sebanyak 7 liter dialirkan ke bak. CaCO3 sebanyak 800 gram bersama dengan zat pewarna sebanyak 10 gram

dimasukkan ke dalam air dan diaduk hingga merata.

3. Proses filtrasiSlurry CaCO3 dituang ke dalam tangki umpan dan pengaduk dinyalakan.Kran pada tangki umpan dibuka dan tekanan pompa selama proses filtrasi berlangsung dipertahankan tetap 0,5 bar.Filtrat ditampung setiap 200 ml dengan gelas ukur.

4. Tahap pencucian5. Tahap uji kadar zat warna6. Tahap bongkar pasang alat

d t fdt

=2C v

A2 (−∆ P )(V +V e)