filtrasi kelompok 9

32
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 CaCO 3 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,

Upload: mia-yukimura

Post on 18-Dec-2014

386 views

Category:

Documents


35 download

TRANSCRIPT

Page 1: filtrasi kelompok 9

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,

Page 2: filtrasi kelompok 9

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.

Page 3: filtrasi kelompok 9

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

Page 4: filtrasi kelompok 9

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

Page 5: filtrasi kelompok 9

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.

Page 6: filtrasi kelompok 9

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

Page 7: filtrasi kelompok 9

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).

Page 8: filtrasi kelompok 9

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

Page 9: filtrasi kelompok 9

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.

Page 10: filtrasi kelompok 9

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.

Page 11: filtrasi kelompok 9

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.

Page 12: filtrasi kelompok 9

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

Page 13: filtrasi kelompok 9

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.

Page 14: filtrasi kelompok 9

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

Page 15: filtrasi kelompok 9

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.

Page 16: filtrasi kelompok 9

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.

Page 17: filtrasi kelompok 9

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.

Page 18: filtrasi kelompok 9

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)

Page 19: filtrasi kelompok 9

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

Page 20: filtrasi kelompok 9

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

Page 21: filtrasi kelompok 9

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

Page 22: filtrasi kelompok 9

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

Page 23: filtrasi kelompok 9

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