LAPORAN PRAKTIKUM

PROSES PEMISAHAN DAN PEMURNIAN

“Hydrocyclone”

Dosen Pembimbing : Ir. Emmanuela W

Nama Anggota : 1. Annisa Syafitri K. (08414003)

2. Arya Febriyanto (08414002)

3. Bismi Dzikri Fardina (08414003)

Kelas : 3 TKPB

Tanggal Praktikum : 3 Januari 2011

Tanggal Penyerahan :

JURUSAN TEKNIK KIMIA

PRODI TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2010

HYDROCYCLONE

I. TUJUAN

Mempelajari prinsip kerja alat Hydrocyclone.

Mengetahui cara kerja alat Hdrocyclone yang ada di pilot plan.

Membandingkan berat jenis minyak dan air sebelum dan sesudah proses pemisahan dengan

alat hydrocyclone.

Menghitung kinerja alat

II. LANDASAN TEORI

Hydrocyclone dapat diartikan sebagai suatu alat yang memisahkan material ataupun partikel

dari suatu komposisi campuran yang berbentuk padatan dengan cairan ataupun cairan dengan

cairan. Prinsip kerja dari hydrocyclone adalah gaya sentrifugal dimana ketika terjadinya aliran yang

berputar didalam hydrocyclone menyebabkan partikel ataupun material yang tercampur akan

terpisah karena perbedaan densitas.

Hydrocyclone bekerja dengan cara memutar zat yang dimasukan di dalam ruang dalam yang

berkontur. Material yang lebih berat dialirkan ke bawah melalui jalur spiral di sepanjang dinding

ruangan, sementara material yang lebih ringan diarahkan ke ruang penampungan di bagian atas.

Bentuk-bentuk Cyclone

Dua bentuk utama dari cyclone adalah axial dan tangensial cyclone. Pada dasarnya, keduanya

beroperasi dengan prinsip kerja yang sama. Namun, pada axial flow cyclones materi masuk melalui

bagian atas cyclone dan dipaksa untuk bergerak membentuk sudut pada bagian atas. Pada

tangential cyclones, materi masuk dari celah pada sisi yang berada pada posisi menyudut dengan

badan cyclone. Axial flow cyclones lebih banyak digunakan.

Effisiensi Cyclone

Efisiensi Cyclone tergantung pada:

1. Ukuran partikel

Semakin besar ukuran partikel, maka efisiensi cyclone akan semakin meningkat karena

berdasarkan Hukum Stokes, diameter partikel berbanding lurus dengan terminal settling

velocity.

2. Diamater dari cyclone

Berdasarkan gaya sentrifugal, diameter cyclone berbanding terbalik dengan gayanya,

sehingga semakin kecil diameter cyclone maka semakin besar efisiensinya.

3. Viskositas dari gas

Berdasarkan Hukum Stokes, semakin besar viskositas maka efisiensi cyclone semakin

kecil.

4. Temperatur gas buang

Temperatur gas buang akan mempengaruhi sifat dari fluida.

5. Densitas partikel

Semakin besar densitas partikel maka akan semakin besar efisiensi cyclone.

6. Dust loading

Semakin banyak dust loading maka akan semakin baik efisiensi karena memungkinkan

terjadinya tumbukan antar partikel semakin besar.

7. Inlet velocity

Semakin besar inlet velocity maka akan semakin besar efisiensi cyclone.

III. ALAT DAN BAHAN

3.1 Alat:

1. Alat Hydrocyclone

2. Gelas sampling

3.2 Bahan:

Campuran air dan minyak tanah

IV. SKEMA KERJA

1. Memasukkan campuran air-minyak tanah ke dalam tangki umpan

2. Menghidupkan saklar utama dan motor impeller

3. Melakukan sampling umpan secara duplo

4. Menekan tombol P2

5. Mengatur bukaan kran

6. Melakukan sampling air dan minyak tanah hasil pemisahan alat hydrocyclone

7. Mengukur densitas dari masing-masing sampel

8. Melakukan sampling pada bukaan kran lainnya.

V. DATA PENGAMATAN

Jari-jari tangki : 18 cm

Tinggi minyak : 1 cm

Tinggi air : 31,5 cm

a. Volume minyak dalam umpan

v=π r2t

¿ (3,14 )(18 cm)2(1 cm)

¿1017,36 cm3

b. Volume air dalam umpan

v=π r2t

¿ (3,14 )(18 cm)2(31,5 cm)

¿32046,84 cm3

c. Volume umpan

V umpan=V minyak+V air

¿1017,36+32046,84

¿33064,2 cm3

d. % komposisi minyak dalam umpan

% minyak dlm umpan=V minyak dlm umpanV umpan

x100 %

¿ 1017,3633064,2

x100 %

¿3,0769 %

e. Densitas umpan riil

Volume piknometer = 10 ml

Berat piknometer kosong = 11,985 gram

Berat piknometer + umpan = 22,8973 gram

Berat piknometer + air = 22,8022 gram

ρumpan = 22,8973−11,985

10

= 1,09123 gr/ml

= 1,09123 gr/cm3

ρair = 22,8022−11,985

10

= 1,08172 gr/ml

= 1,08172gr/cm3

f. Densitas umpan berdasarkan teoritis

ρcampuran = Xair . ρair + Xminyak . ρminyak

Xminyak = V minyak

V air+V minyak =

1017,3832046,84+1017,38

= 0,0307

Xair = V air

V air+V minyak =

32046,8432046,84+1017,38

= 0,9692

ρair = 0,99708 gr/cm3 (suhu ruang dan tekanan 1 atm)

ρminyak = 0,7950 gr/cm3 (suhu ruang dan tekanan 1 atm)

ρcampuran = Xair . ρair + Xminyak . ρminyak

ρcampuran = (0,9692x 0,99708) gr/cm3 + (0,0307x 0,7950) gr/cm3

= (0,9483 + 0,0307) gr/cm3

= 0,979 gr/cm3

g. tabel densitas hasil percobaan

No

Bukaan Valve

Sample

masa sample +

piknoMassa sample (gr)

Volume

piknoDensitas

Densitas

rata-rata

1 2 1 2 1 2

1

air 22,901 22,896 10,916 10,911 10 1,0916 1,0911 1,0913

minyak 22,882 22,885 10,897 10,9 10 1,0897 1,09 1,0898

2

air 22,897 22,917 10,912 10,932 10 1,0912 1,0932 1,0922

minyak 22,714 22,724 10,729 10,739 10 1,0729 1,0739 1,0734

3

air 22,8916 22,904 10,9066 10,919 10 1,09066 1,0919 1,09128

minyak 22,876 22,865 10,891 10,88 10 1,0891 1,088 1,0885

h. Penentuan Kinerja Alat Hydrocyclone

No Bukaan Valve Sampledensitas

rata-rata

densitas

campx minyak x air

kinerja (x

minyak/ x air)

x 100 %

1air 1,0913 1,09123

0,04026 0,9597 4,1959

minyak 1,0898 1,09123

2air 1,0922 1,09123

0,0179 0,9484 5,44

minyak 1,0734 1,09123

3air 1,09128 1,09123

0,0179 0,9820 1,8315

minyak 1,0885 1,09123

Contoh perhitungan

perhitungan fraksi minyak dan air pada run / bukaan valve I

ρcampuran=¿ ρminyak X minyak+ ρair X air ¿

1,09123=1,0898 Xminyak+1,0913 X air

1,09123=1,0898(1−Xair )+1,0913 Xair

1,09123=1,0898−1,0898 1 Xair+1,0913 Xair

1,43. 10−3=1,49. 10−3 X air

X air=0 , 9597

X minyak=(1−Xair )

X minyak=(1−0.9597 )

X minyak=0 . 04026

perhitungan kinerja alat

η=Xminyak

Xair

× 100 %

η=0.040260,9597

×100 %

η=4,1959 %

VI. PEMBAHASAN

Annisa Syafitri K

08 414 001

Praktikum hydrocyclone ini sebenarnya bertujuan untuk mengetahui pengaruh

dari penambahan pemakaian alat hydrocyclone ini dalam membantu proes pemisahan

dengan menggunakan KO drum. Namun, dikarenakan terdapat permasalahan dengan

alat ini saat praktikum maka percobaan diganti yaitu untuk mengetahui pengaruh

variable laju alir campuran yang melalui hydrocyclone dengan mengubah bukaan

kran.

Pada umumnya hydrocyclone ini digunakan sebagai pemisah campuran berfasa

cair-cair dengan prinsip perbedaan massa jenis dan gaya sentrifugal. Di industry

minyak hydrocyclone ini sangat bermanfaat karena penggunaan KO drum saja yang

menggunakan prinsip gaya grafitasi dan perbedaan massa jenis dianggap kurang

mampu memberikan hasil yang diinginkan dikarenakan jumlah persediaan minyak

yang semakin menipis dan menyebabkan proses pemisahan akan berlangsung lebih

lama.

Dengan menggunakan hydrocyclone, dimana prinsip perbedaan massa jenis dan

gaya sentrifugal digabungkan maka akan terjadi pemisahan antara minyak dan air. Air

yang memiliki massa jenis lebih besar dibandingkan minyak akan terlempar ke

bagian luar dan bergerak turun sedangkan sebaliknya minyak akan menuju ke pusat

putaran dan bergerak ke penampungan atas.

Data yang diperlukan diantaranya yaitu volume air dan minyak, densitas umpan

serta air dan minyak setelah dilakukan pemisahan dengan hydrocyclone. Volume bisa

diperoleh dengan mengukur tinggi masing-masing larutan dan diameter dalam

reactor. Setelah mengetahui volume dari air dan minyak dalam umpan maka dapat

diketahui fraksi awal dari minyak dan air tersebut dan selanjutnya dilakukan

pengadukan selama kurang lebih satu menit untuk menghomogenkan campuran dan

selanjutnya dilakukan pemompaan umpan ke hydrocyclone lalu ke KO drum.

Terjadi sedikit keanehan saat proses ini, yaitu air yang dihasilkan setelah melalui

hydrocyclone volumenya lebih sedikit dibandingkan dengan minyak, padahal justru

yang seharusnya terjadi adalah sebaliknya. Selain itu berdasarkan hasil percobaan

saat dilakukan pengukuran densitas, tidak dihasilkan perbedaan yang cukup

signifikan antara air dan minyak yang terpisah, baik pada percobaan kesatu, kedua

dan ketiga. Semua nilai densitasnya bernilai lebih dari satu, padahal sebagaimana

diketahui minyak memiliki densitas di bawah satu yaitu sekitar 0,7950 gr/cm3 .

KESIMPULAN

1. Fraksi umpan awal : air 0,9692 , minyak 0,03072. Fraksi minyak percobaan kesatu 0,04026

3. Fraksi minyak percobaan kedua 0,0179

4. Fraksi minyak percobaan ketiga 0,0179

5. Kinerja hydrocyclone berdasarkan bukaan kran secara berturut-turut : 4,1959% ,

5,44% , 1,8315%

6. Bukaan kran kedua menghsilkan kinerja hydrocyclone terbaik

7. Kinerja alat hydrocyclone ini masih sangat kurang

Pembahasan

Arya Febriyanto (08414002)

Hydrocyclon merupakan alat pemisah campuran berfasa cair dan cair. Alat ini

biasa digunaka dalam industry oil & gas. Dengan memanfaatkan gaya sentrifugal

kedua umpan akan terpisah berdasarkan berat jenisnya.

Pada praktikum ini dilakukan perubahan variable pada bukan valve, atau laju alir

umpan yang masuk ke dalam kolom hydrocyclone. Dengan dibantu oleh KO drum.

Dengan menggunakan hydrocyclone, dimana prinsip perbedaan massa jenis dan

gaya sentrifugal digabungkan maka akan terjadi pemisahan antara minyak dan air. Air

yang memiliki massa jenis lebih besar dibandingkan minyak akan terlempar ke

bagian luar dan bergerak turun sedangkan sebaliknya minyak akan menuju ke pusat

putaran dan bergerak ke penampungan atas.

Data yang diperlukan diantaranya yaitu volume air dan minyak, densitas umpan

serta air dan minyak setelah dilakukan pemisahan dengan hydrocyclone. Volume bisa

diperoleh dengan mengukur tinggi masing-masing larutan dan diameter dalam

reactor. Setelah mengetahui volume dari air dan minyak dalam umpan maka dapat

diketahui fraksi awal dari minyak dan air tersebut dan selanjutnya dilakukan

pengadukan selama kurang lebih satu menit untuk menghomogenkan campuran dan

selanjutnya dilakukan pemompaan umpan ke hydrocyclone lalu ke KO drum.

Terjadi sedikit keanehan saat proses ini, yaitu air yang dihasilkan setelah melalui

hydrocyclone volumenya lebih sedikit dibandingkan dengan minyak, padahal justru

yang seharusnya terjadi adalah sebaliknya. Selain itu berdasarkan hasil percobaan

saat dilakukan pengukuran densitas, tidak dihasilkan perbedaan yang cukup

signifikan antara air dan minyak yang terpisah, baik pada percobaan kesatu, kedua

dan ketiga. Semua nilai densitasnya bernilai lebih dari satu, padahal sebagaimana

diketahui minyak memiliki densitas di bawah satu yaitu sekitar 0,7950 gr/cm3 .

KESIMPULAN

1. Fraksi umpan awal : air 0,9692 , minyak 0,03072. Fraksi minyak percobaan kesatu 0,04026

3. Fraksi minyak percobaan kedua 0,0179

4. Fraksi minyak percobaan ketiga 0,0179

5. Kinerja hydrocyclone berdasarkan bukaan kran secara berturut-turut : 4,1959% ,

5,44% , 1,8315%

6. Bukaan kran kedua menghsilkan kinerja hydrocyclone terbaik

7. Kinerja alat hydrocyclone ini masih sangat kurang

PEMBAHASAN

Nama : Bismi Dzikri Fardina

NIM : 08414003

Hydrociclone merupakan alat yang berfungsi untuk memisahkan material

berdasarkan perbedaan berat jenisnya dengan menggunakan gaya sentrifugal.

Hydrocyclone bekerja dengan cara memutar zat yang dimasukan di dalam ruang dalam

yang berkontur. Material yang lebih berat dialirkan ke bawah melalui jalur spiral di

sepanjang dinding ruangan, sementara material yang lebih ringan diarahkan ke ruang

penampungan di bagian atas.

Pada praktikum ini dilakukan proses pemisahan campuran minyak dan air

dengan menggunakan alat hydrocyclone. Tujuan dari praktikum ini adalah mengetahui

prinsip kerja dari alat hydrocyclone, mengetahui cara kerja alat hydrocyclone yang ada di

pilot plant, membandingkan densitas minyak dan air sebelum dan sesudah proses

pemisahan dan menghitung kinerja hydrocyclone.

Umpan yang merupakan campuran minyak dan air dialirkan kedalam cyclone.

Aliran umpan pada cyclone mengalir secara melingkar dan dengan adanya gaya

sentrifugal fasa yang lebih berat (air) akan mengalir ke bawah melalui jalur spiral di

sepanjang dinding ruangan. Sebagian aliran umpan ini mengalir ke atas dan mengalami

pemisahan pada knock out drum. Proses pemisahan pada knock out drum ini

berdasarkan gaya grafitasi. Fasa yang lebih berat (air) akan menuju ke bagian bawah

knock out drum yang kemudian di tampung dalam tangki air sedangkan fasa yang ringan

(minyak) barada pada bagian atas knock out drum dan akan mengalir menuju tangki

penampung minyak.

Percobaan ini dilakukan sebanyak tiga kali dengan variabel yang di variasikan

adalah bukaan valve keluran hydrocyclone. Pada setiap bukaan valve ini dilakukan

pengambilan sampel minyak dan air untuk diukur densitasnya.

Komposisi minyak dalam umpan adalah 3,0769 %. densitas umpan pada percobaan adalah

1,09123 gr/cm3 dan densitas berdasarkan teoritis adalah 0,979 gr/cm3 . sedangkan densitas air

hasil dari proses pemisahan dengan bukaan valve secara berturut-turut adalah 1,0913 ; 1,0922 ;

dan 1,09128 gr/cm3. Dan densitas minyak adalah 1,0898 ; 1,0734 ; dan 1,0885 gr/cm3. Hal

tersebut menunjukan masih adanya air dalam minyak, karena densitas minyak berdasarkan

literatur adalah 0,7950 gr/cm3. Kinerja alat hydocyclone yang diperoleh adalah 4,1959 %,

5,44%, dan 1,8315 %. Kinerja alat ini sangat kecil karena terdapat kesalahan pemisahan yang

ada pada alat, sebagian pompa pada alat tidak berfungsi dengan baik dan dalam pemisahan

minyak dan air masih tercampur / tidak terpisah.

KESIMPULAN

1. Hydrociclone merupakan alat yang berfungsi untuk memisahkan material berdasarkan

perbedaan berat jenisnya dengan menggunakan gaya sentrifugal dimana Material yang

lebih berat dialirkan ke bawah melalui jalur spiral di sepanjang dinding ruangan,

sementara material yang lebih ringan diarahkan ke ruang penampungan di bagian atas.

2. Densitas air hasil dari proses pemisahan dengan bukaan valve secara berturut-turut

adalah 1,0913 ; 1,0922 ; dan 1,09128 gr/cm3

3. Densitas minyak dari proses pemisahan dengan bukaan valve secara berturut-turut

adalah adalah 1,0898 ; 1,0734 ; dan 1,0885 gr/cm3

4. Kinerja alat hydocyclone yang diperoleh adalah 4,1959 %, 5,44%, dan 1,8315 %.