filter press

Click here to load reader

Post on 01-Jan-2016

91 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

FILTER PRESS

I. Tujuan Mahasiswa dapat memahami mekanisme proses filtrasi. Mahasiswa dapat mengoperasikan alat filter press. Mahasiswa dapat menghitung viskositas umpan dan filtrat. Mahasiswa dapat mengetahui faktor faktor yang mempengaruhi proses filtrasi.

II. Alat dan Bahan2.1 Alat alat yang digunakan1. Seperangkat Filter Press1 set2. Ember 15 liter1 buah3. Piknometer1 buah4. Stopwatch1 buah5. Viskometer1 buah

2.2 Bahan bahan yang digunakan1. Air Kapur2. Air Bersih3. Aquadest

III. Dasar TeoriUntuk memisahkan partikel padat dari suatu larutan suspensi atau slurry dapat dilakukan dengan cara filtrasi, diantaranya dengan menggunakan Filter Press. Filter press terdiri dari seperangkat pinggan atau lempeng (plate) yang dirancang untuk memberikan sederetan ruang dimana zat padat dapat ditahan. Lempeng (plate) itu ditutup dengan medium filter atau kanvas. Slurry umpan masuk ke dalam masing masing komponen tersebut menggunakan tekanan, cairannya lewat melalui kanvas dan keluar melalui pipa pengeluaran dan meninggalkan zat padat basah didalam ruang itu. Pinggan yang digunakan berbentuk plate dan frame (pinggan dan bingkai). Pinggan disusun silih berganti, diletakkan secara vertikal pada rak logam dan kain dipasang menutupi setiap bingkai dan dirapatkan dengan bantuan skrup atau ram hidrolik. Slurry mengalir melalui saluran yang terpasang memanjang pada salah satu sudut rakitan, dan dari bidang ini melalui saluran tambahan mengalir ke dalam masing masing bingkai. Disini zat padat itu dapat ditahan pada permukaan plate, filtratnya akan menembus kain filter melalui alur pada muka pinggan, sampai keluar dari filter press. Slurry umpan dipompakan dari tangki pada tekanan 3 10 atm. Operasi filtrasi berlangsung hingga tidak ada lagi zat cair yang keluar dan tekanan filtrasi akan naik dengan tajam. Hal ini dapat terjadi bila bingkai sudah penuh dengan zat padat sehingga slurry tidak dapat lewat lagi. Proses selanjutnya adalah pencucian dengan cara mengalirkan cairan pencuci untuk membersihkan zat padat agar hasil yang didapat lebih murni.

Persamaan Umum FiltrasiLaju alir filtrasi dapat ditentukan dari persamaan dasar :

.............................................................................................................. (1)Dimana : A= Luas area dari zat padat yang tertahan (cake)P= Perbedaan tekanan sepanjang cakeL= Tebal cake= Viskositas fluidar= Tahanan jenis (spesifik kristal) dari fluida

Selama proses berlangsung, tebal cake akan bertambah dan laju filtrasi akan menurun, atau dapat juga dikatakan pertambahan volume cake sebanding dengan pertambahan volume filtrat.LA= Vatau ................................................................................. (2)LA= kV ............................................................................................ (3)Dimana : K = Konstanta pembanding V = Volume filtratSehingga, .............................................................................. (4)Substitusi harga L pada persamaan (1) didapat ................................................................................................. (5)Pada saat T = 0, maka v = 0 sehingga integral persamaan (5) adalah Persamaan diatas mengasumsikan bahwa resistensi terhadap aliran adalah hanya disebabkan oleh lapisan homogen dari cake dengan tebal. Dalam praktek resistensi terhadap aliran dapat disebabkan oleh lapisan homogen cake itu sendiri dan kain atau kertas saringnya, sehingga didapat persamaan yang baru : ........................................................................................... (7) Substitusilan dengan cara diatas didapatkan : .......................................................................................... (8) ........................................................................ (9) disusun kembali didapat ................................................................................ (10)Plot vs V didapat slope , intercept Nilai r didapat dari slope dan dari intercept.

IV. Prosedur Kerja 4.1 Pembuatan Larutan Umpan1. Memasukkan 120 liter larutan suspensi kapur 5 % berat ke dalam tangki berpengaduk.2. Menghidupkan motor pengaduk.

4.2 Persiapan Alat1. Memasang kain filter ke frame dari alat.2. Merapatkan skrup dengan putaran manual.3. Memeriksa sambungan pipa pipa, tangki, pompa unit alat dan alat buangan.

4.3 Pelaksanaan Praktikum1. Menghidupkan motor pompa.2. Mengatur aliran masuk pada tekanan tertentu.3. Mencatat waktu setiap satu liter (dan kelipatannya) filtrat yang didapat.4. Menghentikan proses setelah 20 liter.5. Membuka plate dan frame.6. Mengambil kain filtrat dengan hati hati, ukur setelah cake.7. Mencatat hasil data.

V. Data Pengamatan5.1 Data Laju AlirVolume Filtrat (liter)2468101214161820

Waktu (sekon)174873102132160196228262294

5.2 Data DensitasBerat Piknometer Kosong= 60,9 gramBerat Piknometer + Aquadest= 160 gram (28)Berat Piknometer + Filtrat= 160,2 gram (29)Berat Piknometer + Feed= 161 gram

5.3 Data Viskositast filtrat= 13 detiktebal cake= 0,8 cm t feed= 16 detikjenis bola boron silika glass[D = 1,53 cm]

VI. Perhitungana. Penentuan DensitasBerat piknometer kosong= 60,9 gramBerat pikno + aquadest= 160 gramBerat pikno + feed= 161 gramBerat aquadest= 99,1 gramBerat pikno + filtrat= 160,2 gramVolume aquadest = volume pikno =

Densitas umpan= = = 1,008 gr/ml = 1,008 x 103 kg/m3

Densitas Filtrat= = = 1 gr/ml = 1000 kg/m3

b. Penentuan ViskositasBola boron silika bola= 2,2 gr/cm3= 2,2 x 103 kg/m3 D= 1,53 cm r= Jarak lintasan / panjang tabung = 12 cm= 0,12 mGravitasi= 9,81 m/s2Volume bola= = = 1,874 x 10-6 m3Massa bola= = (2,2 x 103 kg/m3) (1,874 x 10-6 m3)= 4,1228 x 10-3 kg

Viskositas umpan (feed)mo== (1,008 x 103 kg/m3) (1,874 x 10-6 m3)= 1,8889 x 10-3 kg

= = 0,0075 m/sMaka, = 20,26 kg/ms= = 13,61 lbm/fts

Viskositas filtratmo== (1000 kg/m3) (1,874 x 10-6 m3)= 1,874 x 10-3 kg

= = 0,0092 m/sMaka, = 16,59 kg/ms= = 11,15 lbm/fts

c. Luas Cake pada tekanan 1 bar

= 2089, 27 lbf/ft2

L x A= VMaka, C = 1,67 lb/ft3gc = 32,174 lbmft/s2lbf dengan = 11,15 lbm/fts

Dari grafik didapatkan persamaan

= 79.919,79 ft/lbm

= = 252.170,29

VII. Analisa PercobaanBerdasarkan percobaan dapat dianalisa bahwa filter press merupakan salah satu alat yang terdiri dari seperangkat pinggan atau lempeng. Mekanisme kerja alat ini ialah dengan memanfaatkan adanya tekanan, dimana umpan masuk ke dalam masing-maing komponen menggunakan tekanan, cairan lewat melalui kanvas dan keluar melalui pipa pengeluaran dan meninggalkan zat padat basah.Faktor-faktor yang mempengaruhi proses filrasi pada filter press diantaranya pemasangan plat-plat lempeng yang harus disusun dengan benar dan rapat. Hal ini dikarenakan agar cake yang terbentuk tidak hancur dan mencegah kebocoran. Hal lain yang menjadi faktor ialah tebal cake, semakin tebal cake maka cairan yang lewat akan semakin jernih karena pori-pori cake semakin rapat. Tebal cake yang didapat pada saat percobaan yaitu 0,8 cm. Waktu juga mempengaruhi, semakin lama proeses filtrasi berlangung maka hail yang didapat juga akan semakin jernih. Selain itu laju alir juga mempengaruhi proses filtrasi pada filter press. Semakin jernih cairan yang dihasilkan, maka semakin sedikit zat terlarut yang terdapat dalam filtrat. Hal ini dpat dilihat dari viskositas filtrat yang didapatkan yaitu 16,59 kg/ms. Sedangkan viskositas umpan adalah 20,26 kg/ms (lebih besar). Selain itu, densitas filtrat sebesar 1 gr/ml lebih kecil dibandingkan densitas umpan yaitu 1,008 gr/ml. Ini membuktikann bahwa kualitas air yang dihasilkan dari proses filtrasi lebih baik.VIII. KesimpulanDari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: Filter press bekerja dengan memanfaatkan tekanan. Faktor-faktor yang mempengaruhi filter press diantaranya adalah cara pemasangan plat lempeng yang harus benar dan rapat, tebal cake, dan waktu filtrasi. Semakin lama waktu penyaringan maka semakin tebal endapan dan menyebabkan semakin jernih filtrat yang dihasilkan. Tebal cake yang dihasilkan sebesar 0,8 cm Viskositas feed = 20,26 kg/ms = 13,61 lbm/fts Viskositas filtrat = 16,59 kg/ms = 11,15 lbm/fts Densitas feed = 1,008 gr/ml = 1,008.103 kg/m3 Densitas filtrat = 1 gr/ml = 1000 kg/m3

DAFTAR PUSTAKA

Ir.Fadarina,M.T. 2013. Penuntun Praktikum Satuan Operasi 2. Palembang : Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijayahttp://filtrasi013.blogspot.com/2013/02/filtrasi-plate-and-frame-disusun-oleh.htmlhttp://id.scribd.com/doc/102503247/Laporan-FILTRASI

ILTRFiltrasi Plate and Frame

Proses filtrasi merupakan suatu metode pemisahan partikel padatan tersuspensi dalam sebuah campuran tertentu dengan melewatkan campuran tersebut pada suatu medium filter yang memiliki pori-pori dengan ukuran tertentu. Proses pemisahan dengan filtrasi dapat dilakukan karena memiliki driving force yaitu perbedaan tekanan antara tekanan di dalam tangki dengan tekanan ruangan. Perbedaan tekanan ini akan mendorong campuran tersebut melewati lapisan medium filter sehingga padatannya akan tertahan pada medium filter. Pelaksanaan praktikum filtrasi ini bertujuan untuk menentukan besarnya tahanan bahan jeans dan katun sebagai medium penyaring, menentukan tahanan spesifik cake, dan menentukan parameter uji t-test antara tahanan medium jeans dan katun.

Percobaan filtrasi ini dilaksanakan dengan menggunakan alat filtrasi tipe plate and frame filter press. Slurry berupa campuran CaCO3 dan air dengan konsentrasi sebesar 2% berat CaCO3 dengan perbedaan tekanan sebesar 2 psi. Percobaan dilakukan dengan memvariasikan dua jenis medium filter, yaitu bahan jeans dan katun. Masing-masing variasi dilakukan sebanyak tiga kali (triplo) sehingga percobaan ini secara keseluruhan dilakukan