laporan filtraasi kelompok 1

LAPORAN PRAKTIKUM

LABORATORIUM TEKNIK KIMIA 1

FILTRASI

Disusun oleh :

Kelompok 1

Dedi Meier Silaban 1007113662

Fajrina Qaishum 1007113681

Dwi Yuni Ernawati 1007113611

PROGRAM SARJANA TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

2012

Abstrak

Filtrasi atau penyaringan merupakan pemisahan partikel zat padat dari fluida

dengan jalan melewatkan fluida melalui medium penyaring atau septum, dimana

zat padat tersebut tertahan. Tujuan praktikum ini yaitu untuk mengetahui cara

memisahkan partikel padat (CaCO3) dari fluida cair dengan memakai media

berpori, untuk mengetahui prinsip kerja dari alat filtrasi plate and frame filter

press, menghitung nilai tahanan media (Rm) dan tahanan ampas (α) dari data

praktikum yang diperoleh, untuk mengetahui hubungan antara volum filtrat

tertampung (V) dengan waktu filtrasi (∆tf/∆V), dan untuk mengetahui hubungan

antara konsentrasi air pencuci (Cw) dengan volum air pencuci (Vwopt) Metode

yang digunakan adalah pressure filtration yaitu filtrasi yang dilakukan dengan

prinsip penekanan dengan alat filtrasi frame dan plate. Bahan yang digunakan

yaitu serbuk kalsium karbonat (CaCO3). Filtrasidijalankan secara batch dengan

pencucian cake dan bongkar pasang alat, dimana waktu yang diperlukan menjadi

waktu siklus. Dari percobaan dengan variasi laju alir yang dilakukan diperoleh

bahwa volume filtrasi berbanding lurus terhadap perubahan waktu per

perubahan volume filtrasi sedangkan untuk nilai tahanan ampas (α) dan nilai

tahanan media (Rm) yang tidak sesuai dengan teori yang disebabkan oleh

kebocoran alat filtrasi.

Kata Kunci:CaCo3, filtrasi, tahanan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan

Tujuan percobaan ini adalah :

a. Menentukan Δtf / ΔV dengan menggunakan persamaan non compressible

cake

b. Menghitung α dan Rm pada tekanan dan konsentrasi larutan CaCO3

c. Menentukan hubungan Cw dan V (Volume pencuci) pada proses

pencucian akhir

d. Menentukan Vopt dan topt

1.2 Latar Belakang

Filtrasi atau penyaringan merupakan pemisahan partikel zat padat dari

fluida dengan jalan melewatkan fluida itu melalui medium penyaring atau septum,

dimana zat padat itu bertahan. Operasi filtrasi dijalankan untuk memisahkan

bahan-bahan sehingga diperoleh bahan yang diinginkan yaitu padatan atau

cairannya dan bahkan kedua-duanya. Operasi filtrasi sangat diperlukan dalam

industri kimia terutama yang menghasilkan campuran padat-cair. Contoh-contoh

operasi filtrasi di pabrik-pabrik antara lain :

Pabrik gula menjalankan operasi filtrasi untuk memisahkan larutan gula

dengan padatan-padatan pengotor.

Pemisahan senyawa garam dari suspensinya.

Industri pemurnian air, dll.

Agar proses filtrasi berjalan cepat biasanya dapat dimodifikasi umpan

dengan cara pemanasan, rekistralisasi, atau dengan penambahan filter aid yaitu

suatu senyawa yang dapat mengurangi kompresibililitas cake, mengurangi

penetrasi partikel kecil lain yang tidak diharapkan yang dapat menutupi pori-pori

membran sehingga mengurangi laju filtrasi.

Oleh karena banyaknya ragam bahan yang difiltrasi dan bermacam kondisi

operasi, jenis filter pun dapat dimodifikasi. Filtrasi sering diterapkan pada proses-

proses biologis seperti memisahkan ekstrak juice atau memisahkan

mikroorganisme dari medium fermentasinya. Pada proses-proses pemisahan yang

sulit, proses filtrasi konvesional harus didukung dengan teknologi lain agar filtrasi

lebih praktis, cepat, dan kualitas produk tidak terdegradasi.

Operasi filtrasi dapat dijalankan secara batch dan kontinu. Filter batch

yang paling banyak dikenal adalah Plate and Frame Filter Press sedangkan filter

kontinu adalah Oliver Drum Type Filter. Pada opersi batch, alat harus dibongkar

untuk pengambilan cake kemudian dipasang kembali, sehingga ada masalah

waktu bongkar pasang. Pada opersai secara kontinu, pengambilan cake dengan

mengeruknya terus-menerus dengan pisau. Jadi operasi batch lebih lama dan

relatif lebih mahal serta terbatas untuk skala kecil.

Filtrasi yang dilakukan pada percobaan ini cukup sederhana, tetapi dari

percobaan ini diharapkan kita dapat menerapkan teori-teori tentang filtrasi dan

penggunaannya. Pada praktikum ini digunakan press filter berupa Plate And

Frame Filter Press. Filter ini terdiri atas plate and frame yang tersusun secara

selang-seling. Plate terpisah dari frame dengan suatu filter cloth. Pressing

dilakukan untuk mendapatkan posisi plate dan frame yang sesuai dan dikerjakan

dengan putaran manual dan putaran hidrolik. Slurry dimasukkan melalui lubang-

lubang frame dan filtrat mengalir melalui cloth ditiap sisi sehingga 2 produk

(slurry dan cake) terbentuk secara simultan di tiap ruang penyaringan.

1.3 Tinjauan Puastaka

Beberapa cara pemisahan mekanik fisik dapat diklasifikasikan menjadi

sebagai berikut (Geankoplis,1993) :

1. Filtration

Pemisahan dapat dilakukan karena adanya media filtrasi seperti kain, kanvas,

pasir. Pemilihan media filtrasi didasarkan atas :

a. Jumlah padatan yang dipisahkan

b. Tipe padatan

c. Viskositas dari fluida

2. Settling and sedimentation

Pada settling and sedimantation, partikel dipisahkan dari fluida dengan adanya

perbedaan gaya gravitasi dan densitas dari partikel tersebut.

3. Centrifugal settling and sedimentation

Proses pemisahan partikel dari fluida karena adanya gaya sentrifugal pada

berbagai ukuran dan densitas fluida.

4. Centrifugal filtration

Proses pemisahan yang dilakukan dengan filtrasi tetapi gaya sentrifugal yang

digunakan menyebabkan perbedaan tekanan dapat diabaikan.

5. Mechanical size reduction and separation

Pemisahan dilakukan dengan cara mengubah diameter partikel, kemudian

dipisahkan dengan ayakan.

Operasi filtrasi dijalankan dengan dua cara yaitu :

1. Filtrasi batch

Proses secara batch memerlukan waktu yang lebih lama dan memerlukan

biaya yang lebih mahal.

2. Filtrasi kontinu

Proses filtrasi secara kontinu banyak diterapkan pada industri kimia. Analisis

operasi filtrasi ini dibagi dalam 3 tahap, yaitu :

a. Pembentukan cake,

b. Pencucian cake untuk membuang larutan

c. Pelepasan cake dari filter.

Berdasarkan gaya pendorong yang digunakan, dikenal bermacam-macam

filter yaitu gravity filters, plate and frame filter press dan continous rotary

vacuum filters (Brown, 1950). Tipe plate and frame filter press yang paling umum

digunakan dapat dilihat pada Gambar 1.1. Plate and frame filter press merupakan

jenis yang paling banyak diaplikasikan di industri umumnya terdiri atas tujuh

bagian medium filter dari logam yang saling menutupi secara renggang dan

tempat yang cukup untuk menampung cake sampai filtrasi selesai.

Gambar 1.1 Plate and frame filter press

Jenis lain adalah rotary vacuum filter. Filter jenis ini banyak digunakan

pada industri skala besar dikarenakan dapat menangani padatan yang sulit difilter,

dan banyak dilengkapi sarana otomatis sehingga tenaga manual yang dibutuhkan

tidak terlalu banyak. Pada Gambar 1.2 dapat dilihat bentuk dari filter jenis ini.

Gambar 1.2 Rotary Vacuum filter

Berdasarkan prinsip kerjanya, filtrasi dapat dibedakan menjadi:

1. Pressure Filtration

Merupakan filtrasi yang dilakukan dengan prinsip penekanan.

2. Gravity Filtration

Merupakan filtrasi yang menggunakan gaya gravitasi untuk mengalirkan

cairan.

3. Vacuum Filtration

Merupakan filtrasi yang dilakukan dengan prinsip hampa udara untuk

mengalirkan cairan. Alat filtrasi dengan prinsip hampa udara dapat dilihat

pada Gambar 1.3. Filter ini dilengkapi drum yang terus berputar. Tekanan di

luar drum adalah tekanan atmosferik, tetapi di dalam drum mendekati vakum.

Drum ini dimasukkan ke dalam cairan yang mengandung suspensi padatan

yang akan difilter, lalu drum diputar dengan kecepatan rendah selama operasi.

Cairan tertarik melewati filter cloth karena tekanan vakum, sedangkan padatan

akan tertinggal di permukaan luar drum membentuk cake pada proses.

Gambar 1.3 Drum vacuum filter

Jika cake akan diambil dari drum, putaran drum dihentikan, drum

dikeluarkan dari fasa cair, cake dicuci, dikeringkan, dan kemudian diambil.

Pengambilan padatan dari drum dilakukan dengan sejenis pisau yang juga

bermacam-macam jenis dan disainnya bergantung jenis cake.

Gambar 1.4 Rotary Vacuum filter

Operasi filtrasi yang dilakukan dalam laboratorium adalah batch filtration

dan pada percobaan ini termasuk Pressure Filtration, yang dilakukan dengan alat

Plate and Frame Filter Press. Keuntungan filter jenis ini adalah:

1. Biaya relatif murah

2. Perawatan mudah

3. Sangat fleksibel

Pada filtrasi dikenal dua media filter, yaitu :

1. Media primer

Yaitu filter pembantu dapat berupa kain, kanvas, kertas saring (dalam hal ini

dipakai kain).

2. Media sekunder

Yaitu medium filter yang sesungguhnya, yang terbentuk karena adanya

padatan-padatan yang tertahan oleh medium filter primer.

Septum atau medium penyaring pada setiap filter harus memenuhi syarat-

syarat sebagai berikut :

1. Harus dapat menahan zat padat yang akan disaring dan menghasilkan filtrat

yang cukup jernih.

2. Tidak mudah tersumbat

3. Harus tahan secara kimia kuat secara fisik dalam kondisi proses.

4. Harus memungkinkan penumpukan ampas dan pengeluaran ampas secara

total dan bersih

5. Tidak boleh terlalu mahal. (Mc. Cabe, 1993)

Berdasarkan kompresibilitasnya, cake dapat dibedakan menjadi :

1. Compressible cake

Compressible cake adalah cake yang mengalami perubahan struktur karena

adanya tekanan, sehingga ruang kosong dalam cake semakin kecil, akibatnya

penahanan semakin besar dan filtrasi semakin sulit dilakukan. Nilai koefisien

kompresibilitas (s) untuk cake jenis ini adalah 0,1 < s < 0,8. Untuk

mengestimasi efek faktor kompresibilitas, diasumsikan resistansi spesifik

adalah fungsi dari AP menurut hubungan:

α=α ' ( Δ P )S (1)

Nilai ' dan s mudah ditentukan dengan memplot log terhadap log P. Jika

nilai s besar umpan harus dipretreatment dengan penambahan filter aid.

2. Non compressible cake

Non compressible cake adalah cake yang tidak mengalami perubahan struktur

karena adanya penekanan. Sebenarnya cake seperti ini tidak ada tetapi pada

percobaan ini cake dianggap non compressible karena perbedaan tekanan

sangat kecil. Koefisien kompressibilitasnya adalah nol.

Operasi filtrasi dapat dilakukan pada dua kondisi yang berbeda yaitu pada

pressure drop konstan (kecepatan filtrasi menurun) dan pada pressure drop

meningkat (kecepatan filtrasi tetap). (Brown,1950). Percobaan ini dilakukan pada

pressure drop konstan, pada keadaan ini semakin lama waktu filtrasi, cake yan

terbentuk pada filter cloth akan semakin tebal dan akan menahan aliran slurry

berikutnya. Ini menyebabkan kecepatan filtrasi akan menurun. Kelemahan utama

proses ini adalah sulitnya mempertahankan pressure drop yang konstan. Oleh

karena itu, kran pengatur tekanan harus benar-benar diperhatikan, supaya selama

filtrasi dan pencucian perubahan pressure drop relatif kecil.

Dalam filtrasi umpan dapat berupa campuran gas-padat atau cairan-

padatan. Diameter padatan bisa sangat halus atau sangat kasar tergantung pada

jenis partikel dari padatan tersebut. Produk yang dihasilkan pada proses filtrasi

dapat berupa padatan maupun cairan. Pada Gambar 1.5 dapat dilihat skematis

pemasukan umpan ke dalam media filtrasi untuk proses batch.

Gambar 1.5 Skematis pemasukan umpan pada proses batch

Campuran turun dari media filtrasi dikarenakan adanya perbedaan tekanan

antara kedua sisi media filtrasi sehingga dapat dipisahkan antara cairan dari

padatannya. Aliran fluida dalam media porous berbeda dengan aliran fluida

melalui pipa biasa. Dalam media porous, fluida akan mengalir melalui rongga-

rongga diantara partikel padatan sehingga perlu faktor koreksi untuk faktor friksi

untuk aliran fluida dalam media porous (Brown,1950).

1. Bilangan Reynolds

Dihitung berdasarkan diameter partikel ditambah faktor FRe

Re=ρ . v . DP

μ. FRe

(2)

2. Faktor Friksi

Faktor Friksi dalam perhitungan ditambah faktor Ff sehingga persamaan :

Lwf=v2 . L . f . Ff2. gc . Dp (3)

f=2 . gc . Dp . Lwf

L . v2 . Ff

f=2 . gc . Dp . (−ΔP ) . f

L . v2 . Ff . P (4)

Hubungan antara L dan V diperoleh dari neracaa massa padatan :

Massa padatan dalam cake = Massa padatan dalam slurr

(1−X ) L . A . ρ s =( v + L . A . X ) ρ . x

(1 -x ) (5)

L=v . ρ . xA [ ρs (1−x ) (1−X )−ρ . X . x ] (6)

Dengan menganggap aliran laminer :

f=64Re

(−Δp ) f =32 . L . v .μ . Ff

gc . Dp2 . FRe

(−Δp ) f =ρ . Lwf

V=[[ gc . Dp2 . FRe

32 . Ff] ][ [ ρ . Lwf

L . μ ] ]V=

K (−Δpc )L .μ

1A

dVdt

=K (−Δpc )L . μ (7)

Substitusikan persamaan (5) ke persamaan (6) :

1A

dVdt

=K . A[ ps (1-x ) . (1-X ) - ρ . X . x ] (- Δpc )

μ . V . ρ . x

dVdt

=K . A2 [ ps (1-x ) . (1-X ) - ρ . X . x ]( - Δpc )

μ. V . ρ . x

Didefinisikan besaran baru : Cv

CV=

μ . ρ . x 2K [ ps (1-x ) . (1-X ) - ρ . X . x ] (8)

Sehingga diperoleh persamaan :

dVdt

=A2 . (−ΔpC )2. CV . V (9)

Pada persamaan (9), (−Δpc) adalah tekanan sisi masuk cake dikurangi

tekanan sisi keluar cake. Pada kenyataannya, tekanan pada titik-titik tersebut tidak

dapat diukur. Yang dapat diukur adalah selisih tekanan slurry saat akan masuk

dan saat akan keluar dari filter. Jadi, tahanannya bukan dari cake saja, tetapi juga

tahanan yang ditimbulkan oleh saluran-saluran dalam filter dan media penyaring

primer. Jika tahanan tambahan ini dinyatakan dalam volume equivalent (Ve),

maka besarnya adalah = (2 . CV . Ve)/A2, sehingga persamaan (9) menjadi :

dVdt

=A2 . (−ΔpC )

2. CV . (V + Ve ) (10)

Persamaan ini juga dapat dituliskan menjadi :

dtfdV

=2. CV . (V + Ve )

A2 .(−ΔpC )

dtfdV

=2 . CV

A2 .(−ΔpC ). V +

2. CV

A2 .(−ΔpC ). Ve

(11)

Untuk keperluan percobaan, persamaan (11) dapat diubah menjadi finite

difference sebagai berikut :

ΔtfΔV

=2. CV

A2. (−ΔpC ). V +

2 . CV

A2 .(−ΔpC ). Ve

(12)

dengan anggapan pressure drop cukup rendah dan harganya konstan maka Cv

konstan, Ve konstan dan persamaan berupa garis lurus. Dengan mencatat waktu

filtrasi pada setiap volume filtrat tertampung ((V) konstan) maka bisa

diperoleh hubungan antara t/V dengan V sehingga dengan metoda Least

Square dapat dihitung haraga Cv dan Ve seperti gambar berikut :

Gambar 1.6 Grafik hubungan antara tf/V dengan V

Waktu filtrasi optimum adalah waktu yang diperlukan agar jumlah volume

filtrat per satuan waktu optimum. Dalam operasi filtrasi, yang disebut waktu

siklus adalah waktu keseluruhan yang diperlukan untuk melakukan proses filtrasi

yang merupakan jumlah dari waktu filtrasi sesungguhnya, waktu pencucian, dan

waktu bongkar pasang.

ts= tf + tw+ tp (13)

Waktu pencucian diperoleh dari :

tf =[dtf

dV]akhir . Vw

(14)

Dengan Vw adalah volume air pencuci yang digunakan. Penggabungan persamaan

(11) dan (13) diperoleh :

ts =2 . CV

A2 .(−Δp ). (V 2+ 2V . Ve )+

2. CV

A2 .(−Δp ). (V . Vw+ Ve)+ tp

Untuk mudahnya, jumlah air pencuci dinyatakan sebagai :

V w= K . V (15)

ts =

CV

A2 .(−Δp )[ (1 + 2K )V 2+ 2 (1 + K ) V . Ve ]+ tp

(16)

Pada kondisi optimum V/ts maksimal atau ts/V minimal :

a (ts/V )dV

= 0

tsV=

CV

A2 .(−Δp )[ (1 + 2K )V + 2 (1 + K ) Ve ]+ tp

V

Diperoleh :

V opt=√ A2 . (−ΔP)

CV

.tp(1 + 2K ) (17)

Dan waktu siklus optimum :

tsopt=

CV

A2 .(−Δp )[ (1 + 2K ) V

opt 2+ 2 (1 + K )V opt . Ve ]+ tp (18)

Untuk keperluan optimasi jumlah air pencuci yang digunakan, maka ke

dalam slurry ditambahkan zat warna yang mempunyai sifat tidak berkaitan secara

permanen dengan padatannya sehingga mudah dihanyutkan oleh aair pencucinya.

Kadar zat warna dalam cucian yang keluar filter dianalisa untuk mengetahui

seberapa jauh operasi pencucian dilakukan. Operasi pencucian dihentikan jika

kadar zat warna dalam air cucian konstan. Jumlah air pencuci yang digunakan

sampai titik ini dicatat sebagai Vwopt.

Analisa kadar zat warna dalam air cucian dilakukan dengan

membandingkan warnanya dengan larutan standar yang telah diketahui

konsentrasinya. Dalam hal ini mata berfungsi sebagai detektor warna.

Gambar 1.7 Analisa kadar zat warna secara visual

a. Pengenceran biasa pada luas tabung yang sama

Jumlah zat warna sebelum pengenceran = Jumlah zat warna sesudah

pengenceran

CS . A . hS= CW . A . hW

Jika luas tabung sama, maka :

CS . hS= CW . hW

CW= CS .( hS /hW ) (19)

b. Pengenceran berulang

CS)→CS1

→CS2→

Bila hs = 2 hs0

C s1=1

2 CS0

C s2=1

4 CS0

¿12

CS 1

C sn

=(1 /2 )n CS0 , dimana n = 2x (20)

Persamaan (19) disubstitusikan ke persamaan (20) sehingga menjadi :

CW=CS0

2n.hshW (21)

Penentuan konsentrasi air cucian :

Sampel air cucian yang telah diambil didiamkan semalam. Warna air

cucian dibandingkan dengan warna larutan standar yang konsentrasinya

telah diketahui. Dilakukan pengenceran pada larutan standar sampai

warnanya benar-benar sama dengan larutan sampel. Larutan sampel pada

tabung diukur 5 cm dari dasar tabung. Tinggi larutan standar setelah

pengenceran dicatat.

Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh data : V, C, hs, hw, Cs0, n,

Vw, (-P), A, dan tp.

a. Menentukan Cv dan Ve

Persamaan yang digunakan :

ΔtfΔV

=2. CV

A2. (−ΔpC ). V +

2 . CV

A2 .(−ΔpC ). Ve

(22)

Untuk menghitung tf/V digunakan persamaan finite difference sebagai berikut :

1. Untuk data-data awal (Forward Finite Difference)

[ ΔtfΔV

]i=-3 tf i+(4 tf i+1 ) - ( tf i+2)2 ΔV (23)

2. Untuk data-data tengah (Central Finite Difference)

[ ΔtfΔV

]i=(- tf i-2 )+( tfi+1 )2 ΔV (24)

3. Untuk data-data akhir (Backward Finite Difference)

[ ΔtfΔV

]i=-3 tf i+(4 tf i+1 ) - ( tf i+2)2 ΔV (25)

Dari grafik hubungan antara tf/V Vs V dapat dicari slope dan intersepnya,

dimana:

Slope=2 CV

A2 .(−ΔP )

Intersep=2 CV

A2 .(−ΔP ). Ve

Maka dapat dihitung Cv dan Ve

b. Menentukan volume pencucian (Vw)

Persamaan yang digunakan :

CW= CS0

hshW

Dengan membuat grafik hubungan antara CW dan VW, maka harga VW dapat

dicari yaitu pada saat VW mencapai keadaan konstan atau mendekati konstan

dimana pada saat kurva CW Vs VW mendatar. Grafik hubungan CW Vs VW

dapat ditunjukkan oleh gambar berikut :

Gambar 1.8 Grafik hubungan CW Vs VW untuk penentuan VW opt

c. Menentukan Vopt dan tsopt

Digunakan persamaan :

V opt=√ A2 . (−ΔP)

CV

.tp(1 + 2K ) (26)

Dengan K=

Vwopt

V , maka :

tsopt=CV

A2 .(−Δp )[ (1 + 2K ) V

opt 2+ 2 (1 + K )V opt . Ve]+ tp

(27)

1.4. Hipotesis

Operasi filtrasi dengan plate and frame filter press pada pressure drop

konstan akan mengikuti persamaan non compressible cake :

dtfdV

=2 . CV

A2 .(−Δp ). V +

2. CV

A2 .(−Δp ). Ve

(28)

Harga tf/V dapat didekati dengan tf/V, sehingga grafik hubungan

antara tf/V dengan V adalah linear. Harga CV dan Ve dapat ditentukan dari

slope dan intersep dari persamaan garis yang diperoleh, maka waktu yang

diperlukan untuk filtrasi semakin lama. Hubungan CW dan VW diharapkan berupa

kurva lengkung ke bawah, dan akhirnya konstan, sehingga harga VW dapat dicari

BAB II

METODOLOGI PERCOBAAN

2.1 Alat Yang Digunakan

Plate and Frame Filter Press

Tangki umpan dan pencuci

Pengaduk

Gelas Ukur

Stopwatch

Alat-alat yang digunakan dirangkai sebagai berikut.

Gambar 2.1 Rangkaian alat filtrasi

Keterangan Gambar :

1. Tangki pencuci

2. Tangki Umpan

3. Pengaduk

4. Kran

5. Pompa

6. Manometer

7. a. Frame

b. Plate

8. Gelas ukur

2.2 Bahan Yang Digunakan

Serbuk Kalsium Karbonat (CaCO3)

Air 7 liter

Larutan standar 0.15 gr

Zat warna 1,5 gr

2.3 Prosedur Percobaan

a. Pembuatan slurry CaCO3

CaCO3 dan zat pewarna ditimbang untuk membuat slurry. Massa

CaCO3 yang akan ditimbang adalah 100 gram dan 300 gr serta 1,5

gram zat pewarna untuk masing-masingnya.

CaCO3 dan zat pewarna yang telah ditimbang dilarutkan ke dalam 7

liter air dan diaduk dengan motor pengaduk.

b. Pembuatan larutan standar

Zat warna sebanyak 0,15 gr dilarutkan dalam 1 liter air untuk membuat

larutan induk

c. Persiapan alat

Alat-alat dirangkai seperti pada gambar rangkaian alat, kran pencuci

air pada alat dibuka. Alat di uji kebocoran dahulu sebelum digunakan.

Pressure drop konstan dengan mengatur kran recycle. Filtrat

ditampung setiap 100 cm3 dan dicatat waktunya.

Filtrasi dihentikan apabila tidak ada lagi filtrat keluar ataupun bila

terjadi kavitasi.

d. Pencucian

Kran air pencuci pada alat dibuka dan air pencuci yang keluar

ditampung.

Setiap 200 cm3 diambil sampelnya untuk ditentukan konsentrasinya.

Pencucian dihentikan apabila warna air cucian relatif konstan

e. Bongkar Pasang Alat

Plate and Frame Filter press dibongkar untuk membersihkannya dari

cake dan kotoran.

Filter cloth dicuci, kemudian alat filtrasi dipasang lagi untuk operasi

selanjutnya.

Waktu bongkar pasang dicatat.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Menentukan ∆tf/∆V dengan Menggunakan Persamaan Non Compressible

Cake

Berat CaCO3 : 100 gram

Volume air : 7 liter

Laju alir : 0,01 liter/s (rendah)

Tabel 3.1 Hasil Perhitungan untuk CaCO3 100 gram dan laju alir 0,01liter/s

No Vw (ml) ΔV (ml)tf

(detik) ∆tf/∆v1 200 200 20,09 0,13082 400 200 42,99 0,0761753 600 200 59,37 0,0964 800 200 78,04 0,08785 1000 200 95,65 0,0902256 1200 200 113,36 0,08227 1400 200 130,4 0,098158 1600 200 148,64 0,0700759 1800 200 164,1 0,0961510 2000 200 182,45 0,08302511 2200 200 199,04 0,065212 2400 200 215,6 0,100413 2600 200 239,2 0,08907514 2800 200 251,23 0,07007515 3000 200 267,23 0,08557516 3200 200 285,46 0,0946517 3400 200 305,09 0,0858518 3600 200 319,8 0,0777519 3800 200 336,19 0,08007520 4000 200 351,83 0,080521 4200 200 368,39 0,11177522 4400 200 396,54 0,11097523 4600 200 412,78 0,08087524 4800 200 428,89 0,05157525 5000 200 443,78 0,14092526 5200 200 467,82 0,0629

No Vw (ml) ΔV (ml) tf ∆tf/∆v

(detik)27 5400 200 483,57 0,11267528 5600 200 505,66 0,1036529 5800 200 526,86 0,120630 6000 200 549 0,04072531 6200 200 567,18 0,23242532 6400 200 605,43 33 6600 200 627,21

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

f(x) = − 2.59149054505045E-07 x + 0.0900175287356324R² = 0.000435179023672738

Vw (ml)

∆

tf/∆v

Gambar 3.1 Kurva hubungan Δtf/ΔV (s/ml) dengan V (ml) untuk CaCO3 100

gram pada laju alir 0,01 liter/s



Laju alir : 0,03 liter/s (cepat)

Tabel 3.2 Hasil Perhitungan untuk CaCO3 100 gram dan Laju Alir

0,03 liter/s

No Vw (ml) ΔV (ml) tf (detik) ∆tf/∆v1 200 200 4,18 0,03392 400 200 10,53 0,02757

5

No Vw (ml) ΔV (ml) tf (detik) ∆tf/∆v

3 600 200 16,02 0,028875

4 800 200 21,46 0,02345 1000 200 26,23 0,023056 1200 200 31,18 0,029857 1400 200 36,81 0,02542

58 1600 200 41,76 0,02227

59 1800 200 46,44 0,024310 2000 200 51,57 0,02992

511 2200 200 57,24 0,0255512 2400 200 62,28 0,01817

513 2600 200 67,18 0,04887

514 2800 200 74,61 0,0098515 3000 200 77,35 0,020416 3200 200 81,63 0,01952

517 3400 200 86,31 0,0329518 3600 200 92,54 0,02882

519 3800 200 98,05 0,0263520 4000 200 103,05 0,01997

521 4200 200 107,51 0,030422 4400 200 112,9 0,0128523 4600 200 116,91 0,03967

5 24 4800 200 123,8 0,021525 5000 200 128,6 0,0292526 5200 200 134,4 0,03232

527 5400 200 140,1 0,0202528 5600 200 144,27 0,0211529 5800 200 148,68 0,02172

530 6000 200 153,45 0,02392

531 6200 200 159,07 32 6400 200 166,36

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

2

4

6

8

10

12f(x) = NaN x + NaNR² = 0

Vw (ml)

∆tf/∆

v

Gambar 3.2 Kurva Hubungan Δtf/ΔV (s/ml) dengan V (ml) untuk CaCO3 100




Laju alir : 0,01 liter/s (lambat)

Tabel 3.3 Hasil Perhitungan untuk CaCO3 300 gram dan laju alir

0,01369 liter/s

No Vw (ml) ΔV (ml) tf (detik) ∆tf/∆v1 200 200 5,76 0,00272 400 200 8,91 0,04943 600 200 17,28 0,02294 800 200 22,63 0,0389755 1000 200 29,52 0,023256 1200 200 34,6 0,0327257 1400 200 40,54 0,0191758 1600 200 45,27 0,0364

9 1800 200 51,79 0,02097510 2000 200 56,79 0,03527511 2200 200 63,4 0,03082512 2400 200 69,12 0,02857513 2600 200 74,83 0,0361

No Vw (ml) ΔV (ml) tf (detik) ∆tf/∆v14 2800 200 83,56 0,030615 3000 200 87,07 0,02082516 3200 200 91,89 0,023417 3400 200 96,43 0,02687518 3600 200 102,64 0,028819 3800 200 107,95 0,02712520 4000 200 113,49 0,0301521 4200 200 120,01 0,03307522 4400 200 126,22 0,028923 4600 200 131,62 0,020424 4800 200 136,26 0,026925 5000 200 142,02 0,0269526 5200 200 148,54 0,05572527 5400 200 157,32 0,023828 5600 200 161,37 29 5800 200 164 30 6000 200 172

0 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 64000

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

f(x) = − 4.08285440613028E-07 x + 0.0290599206349206R² = 0.00361197580962624

Vw (ml)

dt/d

v


gram pada laju alir 0,01liter/s




Tabel 3.4 Hasil Perhitungan untuk CaCO3 300 gram dan Laju Alir 0,03 liter/s

No Vw (ml) ΔV (ml) tf (detik) ∆tf/∆v1 200 200 5,67 0,0252752 400 200 11,11 0,0373 600 200 17,32 0,0146754 800 200 21,15 0,0297755 1000 200 26,77 0,0213756 1200 200 31,72 0,03517 1400 200 38,02 0,022958 1600 200 42,88 0,027459 1800 200 48,28 0,053110 2000 200 53,5 0,05211 2200 200 58,68 0,05212 2400 200 63,9 0,055113 2600 200 69,7 0,0605

14 2800 200 76 0,044815 3000 200 78,66 0,0396516 3200 200 83,93 0,0573517 3400 200 90,13 0,056218 3600 200 95,17 0,02222519 3800 200 99,8 0,02332520 4000 200 104,8 0,02912521 4200 200 110,47 0,01332522 4400 200 115,83 0,06867523 4600 200 126,58 0,02012524 4800 200 131,36 0,391325 5000 200 137,65

0 1000 2000 3000 4000 5000 60000

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

f(x) = 1.9513695652174E-05 x + 0.0033990942028985R² = 0.139043296449602

Series2

Linear (Series2)

V

Δtf/Δ

V



Percoabaan filtrasi dilakukan dengan menyaring cake berupa slurry CaCO3.

Massa CaCO3 divariasikan, yaitu 100 dan 300 gram dengan volume air 7 liter dan

laju alir rendah dan tinggi. Pada penyaringan cake 100 gram dalam 7 liter air,

terjadi kenaikan waktu penyaringan terhadap volume filtrat, demikian juga untuk

cake 300 gram laju filtrasi rendah dan tinggi..

Untuk penyaringan dengan laju alir rendah 0,01 liter/sekon dengan massa cake

100 dan 300 gram didapatkan nilai Δtf/ΔV yang flukuatif (Gambar 3.1 dan 3.3).

hal ini tidak sesuai dengan teori bahwa waktu yang dibutuhkan untuk filtrat

berbanding lurus dengan perubahan volume filtrate Geankoplis, 1993). Hal ini

disebabkan oleh faktor-faktor teknis seperti kebocoran pada pipa filter, batas

volume pada gelas ukur dengan ditandai garis hitam, penampungan filtrat

ditampung pada gelas ukur 2 liter padahal air yang dicampurkan pada cake

sebanyak 7 liter. Sehingga pada saat gelas ukut penuh dengan filtrat, filtrat

dibuang. Pada saat pembuangan ini filtrat yang keluar ditampung sementara di

wadah lain dan kemudian dimasukkan kembali ke gelas ukur. Ketika pemasukan

ini volume filtrat terlihat sudah melebihi batas garis hitam sehingga pengukuran

terhadap waktu menjadi kurang akurat. Kesalahan teknis ini juga terjadi pada

filtrasi dengan laju alir tinggi 0,03 liter/sekon dan massa CaCO3 100 dan 300 gram

sehingga tidak terjadi kenaikan waktu filtrasi (Δtf) terhadap perubahan volume

(Gambar 3.2 dan 3.4).

Dari Gambar 3.1 dan 3.3, penyaringan CaCO3 100 dan 300 gram dengan laju

alir rendah (0,01 liter/sekon) terlihat bahwa nilai waktu penyaringan per

perubahan volume terbesar terjadi pada saat volume 5 liter untuk CaCO3 100 gram

dan 5,2 liter untuk CaCO3 300 gram. Gambar 3.2 dan 3.4, penyaringan CaCO3 100

dan 300 gram dengan laju alir rendah (0,03 liter/sekon) terlihat bahwa nilai waktu

penyaringan per perubahan volume terbesar terjadi pada saat volume 2,6 liter

untuk CaCO3 100 gram dan 4,4 liter untuk CaCO3 300 gram.

Pada volume yang sama, 2400 ml dan laju alir lambat, nilai waktu

penyaringan per perubahan volume pada CaCO3 100 dan 300 gram adalah 0,1004

dan 0,0285 sekon/ml. Waktu penyaringan per perubahan volume untuk CaCO3

300 gram lebih cepat daripada CaCO3 100 gram. Hal ini tidak sesuai dengan teori

yaitu, waktu filtrasi berbanding lurus dengan massa cake atau konsentrasi cake.

Untuk penyaringan dengan laju alir cepat dan ketika volume filtrate 2400 ml, nilai

waktu penyaringan per perubahan volume pada CaCO3 100 dan 300 gram adalah

0.0181 dan 0.0551 sekon/ml. Hal ini sesuai dengan teori yang ada.

Meskipun laju alir telah diatur sebesar 0,01 liter/s dan 0,03 liter/sekon, namun

laju alir filtrat yang keluar tidak salamamanya sebasar itu. Ini terjadi karena

padatan CaCO3 yang ada di fluida ternyata tidak dapat tercampur dengan rata

meskipun telah dulakukan pengadukan dengan kecepatan konstan. Terlihat pada

saat proses filtrasi masih terdapat endapan CaCO3 didasar wadah. Padatan yang

tidak tercampur rata mempengaruhi laju alir yang di hisap selang dan akhirnya

mempengaruhi laju alir filtrat yang keluar. Cake CaCO3 juga akan bertindak

sebagai media sekunde ketika menempel pada media primer pada proses

penyaringan. Hal ini akan menghambat laju filtrasi karena adanya penghalang

filtrate melewati penyaring primer. Jumlah padatan CaCO3 akan menimbulkan

gaya tahanan yang besarnya bereda-beda pula. Saat laju alir fluida yang masuk

tidak konstan, maka laju alir filtrat yang keluar juga tidak konstan.

3.2 Menentukan Hubungan Cw Dan V pada Proses Pencucian Filter

a. Berat CaCO3 : 100 gram



Zat warna : 1,5 gram

Waktu cuci : 87 s

Waktu bongkar: 631 s

Tabel 3.5 Hasil Perhitungan untuk CaCO3 100 gram dan laju alir 0,009 liter/s

No V (ml)hw

(cm)hs

(cm) Cso (mg/L) Cw (mg/L)1 200 3 5,1 0,00015 0,0002552 400 3 5 0,00015 0,000253 600 3 4 0,00015 0,00024 800 3 3,7 0,00015 0,0001855 1000 3 3,6 0,00015 0,000186 1200 3 3,5 0,00015 0,0001757 1400 3 3,5 0,00015 0,0001758 1600 3 3,3 0,00015 0,0001659 1800 3 3,3 0,00015 0,00016510 2000 3 3,3 0,00015 0,00016511 2200 3 3,2 0,00015 0,0001612 2400 3 3,2 0,00015 0,0001613 2600 3 3,1 0,00015 0,00015514 2800 3 3,1 0,00015 0,00015515 3000 3 3,1 0,00015 0,000155

16 3200 3 3,1 0,00015 0,00015517 3400 3 3,1 0,00015 0,000155

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000

2

4

6

8

10

12

Vw

Cw

Gambar 3.5 Kurva Hubungan Cw (mg/L) dengan V (ml) untuk CaCO3 100


b. Berat CaCO3 : 100 gram




Waktu cuci : 75 s

Waktu bongkar : 582 s


No V (ml)hw

(cm)hs

(cm)Cso

(mg/L)Cw

(mg/L)1 200 3 6,3 0,00015 0,000315

2 400 3 5 0,00015 0,000253 600 3 4,5 0,00015 0,0002254 800 3 4 0,00015 0,00025 1000 3 3,7 0,00015 0,0001856 1200 3 3,7 0,00015 0,0001857 1400 3 3,6 0,00015 0,000188 1600 3 3,5 0,00015 0,0001759 1800 3 3,4 0,00015 0,0001710 2000 3 3,4 0,00015 0,0001711 2200 3 3,3 0,00015 0,00016512 2400 3 3,2 0,00015 0,00016

No V (ml)hw

(cm)hs

(cm)Cso

(mg/L)Cw

(mg/L)13 2600 3 3,2 0,00015 0,0001614 2800 3 3,2 0,00015 0,00016

0 500 1000 1500 2000 2500 30000

5.00000000000002E-05

0.0001

0.000150000000000001

0.000200000000000001

0.000250000000000001

0.000300000000000001

0.000350000000000001

Vw

Cw



c. Berat CaCO3 : 300 gram




Waktu cuci : 87 s



No V (ml) hw hs Cso Cw1 200 3 6,5 0,00015 0,0003252 400 3 6 0,00015 0,00033 600 3 5,6 0,00015 0,000284 800 3 5,3 0,00015 0,0002655 1000 3 4,8 0,00015 0,00024

No V (ml) hw hs Cso Cw6 1200 3 4,7 0,00015 0,0002357 1400 3 4,2 0,00015 0,000218 1600 3 3,8 0,00015 0,000199 1800 3 3,8 0,00015 0,0001910 2000 3 3,8 0,00015 0,0001911 2200 3 3,8 0,00015 0,0001912 2400 3 3,8 0,00015 0,0001913 2600 3 3,8 0,00015 0,0001914 2800 3 3,8 0,00015 0,0001915 3000 3 3,8 0,00015 0,0001916 3200 3 3,8 0,00015 0,0001917 3400 3 3,8 0,00015 0,00019

0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 36000

0.00005

0.0001

0.00015

0.0002

0.00025

0.0003

0.00035

Vw

Cw



d. Berat CaCO3 : 300 gram




Waktu cuci : 82 s



No V (ml)hw

(cm)hs

(cm)Cso

(mg/L)Cw

(mg/L)1 200 3 4,7 0,000015 0,00002352 400 3 4 0,000015 0,000023 600 3 3,8 0,000015 0,0000194 800 3 3,7 0,000015 0,00001855 1000 3 3,7 0,000015 0,00001856 1200 3 3,7 0,000015 0,00001857 1400 3 3,7 0,000015 0,00001858 1600 3 3,7 0,000015 0,00001859 1800 3 3,6 0,000015 0,00001810 2000 3 3,6 0,000015 0,00001811 2200 3 3,6 0,000015 0,00001812 2400 3 3,6 0,000015 0,00001813 2600 3 3,6 0,000015 0,00001814 2800 3 3,6 0,000015 0,000018

0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 32000

0.000005

0.00001

0.000015

0.00002

0.000025

Vw

Cw



PembahasanDidalam proses pencucian (backwasing) dilakukan terlebih dahulu

pembuatan larutan standar dengan 0,15 gr zat warna yang dilarutkan dalam 1 liter

air. Hal ini dilakukan untuk menentukan konsentrasi pada fluida serta sejauh mana

operasi pencucian telah dilakukan, dengan cara membandingkan warna larutan

standar dengan filtrat hasil cucian. Dalam hal ini mata praktikan berfungsi sebagai

detektor. Dari seluruh pencucian didapatkan konsentrasi zat warna pada filtrat

semakin lama semakin menurun. Ini dapat dilihat berdasarkan Gambar 3.5 sampai

Gambar 3.8.

Pada kurva tersebut semakin bertambahnya volume filtrat maka semakin

menurun konsentrasi dari air pencucian. Hasil yang didapatkan berdasarkan

gambar telah sesuai dengan teori yang ada (melengkung kebawah). Namun

penurunan konsentrasi pada kurva tidak seluruhnya menurun, tetapi terdapat pula

beberapa titik air pencucian memiliki konsentrasi yang sama. Dikarenakan alat

pendetektor warna pada praktikum hanya menggunakan mata manusia

(praktikan), menyebabkan akurasi dari analisa tersebut kurang akurat.

Dari Gambar 3.5; 3.6; 3.7; dan 3.8, didapat nilai Vwopt dengan cara

menganalisis pada volume keberapa konsentrasi air cucian mulai konstan. Untuk

CaCO3 100 gram dengan laju alir lambat dan cepat, Vwopt nya secara berurutan

adalah 2600 dan 2400ml, sedangkan pada CaCO3 300 gram dengan laju air lambat

dan cepat adalah 1600 dan 1800 ml.

Dari data dapat di hitung volume optimal untuk filtrasi 100 gram CaCO3

pada laju alir 0,01 liter/s dan untuk filtrasi 100 gram CaCO3 pada laju alir 0,03

liter/s berturut-turut adalah 4078,113 m3 dan 24751,39 m3. Sedangkan untuk

volume optimal untuk filtrasi 300 gram CaCO3 pada laju alir 0,01 liter/s yaitu

0,00206848 sedangkan untuk filtrasi 300 gram CaCO3 pada laju alir 0,03 liter/s

tidak dapat dihitung karena nilai dari Cv negatif. Perhitungan nilai Cv bernilai

negatif dapat dilihat pada lampiran.

3.3 Menentukan Nilai Tahanan Ampas (α) dan Tahanan Media (Rm) pada

Variasi Laju Alir dan Konsentrasi CaCO3

Pada percobaan ini terjadi proses penyaringan yang dilakukan oleh 2 media.

Yang pertama adalah media primer, yaitu media yang merupakan filter yang

terbuat dari kain atau kanvas berpori. Dan yang kedua merupakan media

sekunder, yaitu media sesungguhnya yang terbentuk dari cake yang tertahan

sebelumnya oleh media primer. Berdasarkan data percobaan maka didapatlah nilai

tahanan cake (α) dan juga nilai tahanan media (Rm) seperti tabel dibawah ini:

No RunMassa CaCo3 α (m/kg) Rm (m-1)

1 Run 1 100 1,07 x 102 6,88 x 105 2 Run 2 100 4,57 x 103 1,41 x 106 3 Run 3 300 180 9,98 x 105 4 Run 4 300 8,98 x 102 1,03 x 105

Menurut teori semakin tinggi konsentrasi slurry maka tahanan ampas ()

semakin kecil dan tahanan pada media filtrasi (Rm) semakin besar

(Geankoplis,1993), tetapi hasil yang didapatkan tidak sesuai dengan teori. Nilai

untuk tahanan ampas dan tahanan pada media filtrasi tidak konstan walaupun

hampir mengikuti dasar teori yang ada. Ini disebabkan oleh alat filtrasi yang bocor

sehingga tahanan untuk media primer dan sekunder yang didapatkan tidak sesuai.

BAB IV

KESIMPULAN dan SARAN

4.1 Kesimpulan

1. Pada laju alir yang sama tetapi dengan massa CaCO3 yang berbeda akan

menghasilkan waktu filtrasi yang lebih lama pada massa yang lebih

besar.

2. Semakin besar volume filtrasi maka nilai Cw akan menuju ke nilai yang

konstan.

3. Tahanan ampas (α) dan tahanan media filtrasi (Rm) semakin kecil

untuk setiap kenaikan jumlah CaCO3 yang ditambahkan.

4. Nilai (m/kg) yang didapat pada percobaan pada penggunaan CaCO3

100 gram pada laju alir 0,01 liter/s dan 0,03 liter/s serta pada

penggunaan CaCO3 300 gram pada laju alir 0,01 liter/s dan 0,03 liter/s

berturut-turut adalah 1,07 x 102; 4,57 x 103; 180; dan 8,98 x 102

5. Nilai Rm (m-1) yang didapat pada percobaan pada penggunaan CaCO3

100 gram pada laju alir 0,01 liter/s dan 0,03 liter/s serta pada

penggunaan CaCO3 400 gram pada laju alir 0,01 liter/s dan 0,03 liter/s

berturut-turut adalah 6,88 x 105; 1,41 x 106; 9,98 x 105; 1,03 x 105 .

4.2. Saran

1. Dalam penentuan konsentrasi air pencucian diharapkan lebih teliti karna

akan berpengaruh terhadap analisa konsentrasi filtrat.

2. Saat menentukan waktu filtrasi dibutuhkan ketepatan dalam melihat

volume saat mencapai batas yang ditentukan agar waktu yang diperoleh

akurat.

3. Lebih berhati-hati terhadap alat yang dipakai seperti gelas ukur yang

berbahan kaca dengan tempat yang kurang safety.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Faktor–Faktor Yang Mempengaruhi Proses Filtrasi. http://id.

Shvoong.com/exact-sciences/chemistry/2231949-faktor-faktor-yang-

mempengaruhi-proses/#ixzz2A6dUrCoC. [ Diakses tanggal 1 November

2012]

Cabe. Mc. W. L, dkk. 1985. Unit Opertaion of Chemical Engineering, edisi ke 5,

Mc Graw Hill Book Co. Inc, New York.

Coulson, J. M and Richardson, J. F. 2005. An Introduction to Chemical

Engineering Design, Vol.6, 4th edition., Elsevier Butterworth-

Heinemann, United Kingdom.

Departemen Teknik Kimia ITB. 2007. Panduan Pelaksanaan Laboraturium

Instruksional I/II, Modul Filtrasi. Bandung : ITB.

Geankoplis, C.J. 1993. Transport Process and Unit Operation, 3rd edition,

Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey.

Larian, M. G. 1958. Fundamentals of Chemical Engineering Operations,Prentice

Hall Inc, New Jersey.

Palaka. 2010. Filtrasi Cepat. http://bhupalaka.files.wordpress.com/2010/12/filter

_cepat.pdf. [ Diakses tanggal 1 November 2012].

Tim penyusun. Penuntun Praktikum Laboratorium Teknik Kimia I. Fakultas

Teknik. Universitas Riau. 2011.

LAMPIRAN BMenentukan ∆tf/∆V dengan Menggunakan Persamaan Non Compressible

Cake

1. Berat CaCO3 : 100 gram

Laju alir : 10 mL/s (rendah)


Vw1 = 200 mL Vw2 = 400 mL Vw3 = 600 mL

ΔV1 = 200 mL ΔV2 = 200 mL ΔV3 = 200 mL

tf1 = 20.09 detik tf2 = 42.99 detik tf3 = 59.37 detik

ΔtfΔv

=¿¿ = ((−3 x 20.09 )+(4 x 42.99 )−(59.37 ))

(2x 200) = 0.1038

Untuk perhitungan ΔtfΔv

dengan tf yang lain, dapat dihitung dengan rumus seperti

yang di atas.



Laju alir : 30 mL/s (cepat)

Vw1 = 200 mL Vw2 = 400 mL Vw3 = 600 mL

ΔV1 = 200 mL ΔV2 = 200 mL ΔV3 = 200 mL


ΔtfΔv

=¿¿ = ((−3 x 4.18 )+( 4 x10.53 )−(16.02 ))

(2 x200) =0.0339



yang di atas.



Laju alir : 10 mL/s (lambat)

Vw1 = 200 mL Vw2 = 400 mL Vw3 = 600 mL

ΔV1 = 200 mL ΔV2 = 200 mL ΔV3 = 200 mL


ΔtfΔv

=¿¿ = ((−3 x5.76 )+(4 x 8.91 )− (17.28 ))

(2 x200) = 0,0027



yang di atas.




Vw1 = 200 mL Vw2 = 400 mL Vw3 = 600 mL

ΔV1 = 200 mL ΔV2 = 200 mL ΔV3 = 200 mL


ΔtfΔv

=¿¿ = ((−3 x5.67 )+(4 x 11.11 )−(17.32 ))

(2 x 200) = 0.025275



yang di atas.

Menentukan Hubungan Cw Dan V pada Proses Pencucian Filter



Laju alir : 10 mL/s (lambat)


Waktu cuci : 87 s


V = 200 mL

hw = 3 cm

hs = 5.1 cm

Cso = 0.00015 mg/L

Cw = C50 x ( hshw ) = 0.00015 x ( 5.1

3 )= 0.000255 mg/L

Untuk perhitungan Cw yang lain, dapat dihitung dengan rumus seperti yang di

atas.





Waktu cuci : 75 s


V = 200 mL

hw = 3 cm

hs = 6.3 cm

Cso = 0.00015 mg/L

Cw = C50 x ( hshw )= 0.00015 x ( 6.3

3 ) = 0.000315 mg/L


atas.



Laju alir : 10ml/s (lambat)


Waktu cuci : 87.36 s

Waktu bongkar : 565.81 s

V = 200 mL

hw = 3 cm

hs = 6.5 cm

Cso = 0.00015 mg/L

Cw = C50 x ( hshw ) = 0.00015 x ( 6.5

3 ) = 0.000325 mg/L


atas.



Laju alir : 30 ml/s (cepat)


Waktu cuci : 82.85 s

Waktu bongkar : 578.16 s

V = 200 mL

hw = 3 cm

hs = 4.7 cm

Cso = 0.00015 mg/L

Cw = C50 x ( hshw ) = 0.00015 x ( 4.7

3 ) = 0.0000235 mg/L

LAMPIRAN C

Data :

Tekanan (ΔP) = 1 atm = 1,013 x 105 Pa

Luas plate (A) = 8 x (0,2 m x 0,2 m) = 0,32 m2

Run 1 CaCO3 100 gram laju alir = 0,01 l/s

Run 2 CaCO3 100 gram laju alir = 0.03/s



Laju alir lambat = laju alir 0,01 l/s

Laju alir cepat = 0,03 l/s

Perhitungan :

1. Run 1 pada CaCO3 100 gram laju alir 10ml/s

ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Slope = 3E-05

Intercept = 0,041

Cv = ¿¿ = (3E-05 x0,32 x101000 )

2=−0,155136 m2 Pa s

Ve = intercept

slope =

0,0413E-05

=136.666667m3

Untuk perhitungan Cv dan Ve yang lain, dapat dihitung dengan rumus seperti

yang di atas.

ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Vw = 2600 mL

V = 3400 mL

tp = 631 s

Cv = -0.155136 m2 Pa s

Ve = 136.666667 m3

K = VwV

= 26003400

=0.765

Vopt ¿¿0,5 = ¿0,5

= 4078.113259

tsopt = {( Cv( A2 ) (−∆ P ) )( (1+2 x k ) v opt

2 )+2 (1+k ) x vopt x ve}+tp

=

{(−0.155136 /(〖0,32〗2)(−101000))((1+2 x 0,765)〖4078.113259〗2)+2(1+0.765)x 4078.113259 x(136.666667 )}+631

= 1555.76

Data :

Viskositas CaCO3 = 0,93 x 10-3 kg/ms

Densitas CaCO3 = 996,9 kg/m3

Massa CaCO3 = 0,1 kg

Densitas = 996,6 kg/m3

Viskositas = 0,93 x 10-3 kg/ms

Volume air = 7 liter

ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Slope = 3E-05

Intercept = 0.041

Kp = slope x 2 = 3E-05 x 2 = 6.00E-05

Cx = massa CaCO3 x volume air = 0,1 x 7 = 0,01429 kg/L

Cs = (densitas x cx)

1−(massa CaCO3 x cx )=(996,6 x 0,01429)1−(0,1 x0,01429) = 14,24 kg/m3

α = (Kp x A2 x ∆ P)(viskositas xC s)

=(6,00E-05 x0,322 x1001000)

(0,93 .10−3 x 14,24)=46.85756

Rm = (intecsept x A x ∆ P)

viskositas=¿¿

2. Run 2 pada CaCO3 100 laju alir 30 ml/s

ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Slope = -7E-07x

Intercept = 0,027

Cv = ¿¿ = (−−7E-07 x0,32 x101000 )

2=0.00361984 m2 Pa s

Ve = intercept

slope =

0.027−7E-07

=−38571.4286m3

ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Vw = 2400 mL

V = 2800 mL

tp = 582 s

Cv = 0.00361985 m2 Pa s

Ve = -38571.4286 m3

K = VwV

= 24002800

=0.857143

Vopt ¿¿0,5 = ¿0,5

= 2471.39549 m3


2 )+2 (1+k ) x vopt x ve}+tp

=

{( 0.00361985

(0,322 ) (−101000 ) ) ( (1+2 x0.857143 )2471.395492 )+2 (1+0.857143 ) x2471.39549 x (−38571.4286)}+592

= 868.7 s

Data :



Massa CaCO3 = 0,1 kg




ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Slope = -7E-07x

Intercept =0,027

Kp = slope x 2 = -7E-07 x 2 = -3.5E-07

Cx = massa CaCO3 x volume air = 0,1 x 7 = 0,01429 kg/L


1−(massa CaCO3 x cx )=

(996,6 x 0,01429)1−(0,1 x0,01429) = 14,24 kg/m3


=(−3.5E-07 x 0,322 x101000)

(0,93 . 10−3 x14,24)=0.273336


viskositas=¿¿

3. Run 3 pada CaCO3 300 gram laju alir 10 ml/s

ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Slope = -4E-07x

Intercept = 0,029

Cv = ¿¿ = (−4E-07 x 0,32 x−101000 )

2=0.00206848 m2 Pa s

Ve = intercept

slope =

0.029−4E-07

=−72500m3

ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Vw = 1600 mL

V = 3400 mL

tp = 565.81 s

Cv = 0.00206848 m2 Pa s

Ve = -72500 m3

K = VwV

= 16003400

=0.470588235

Vopt ¿¿0,5 = ¿0,5

= 50322.49994 m3


2 )+2 (1+k ) x vopt x ve}+tp

=

{( 0.00206848

(0,322 ) (−101000 ) ) ( (1+2 x0470588235 )50322.499942)+2 (1+0.470588235 ) x 50322.49994 x (−72500)}+565.81

= 565.81 s

Data :



Massa CaCO3 = 0.3 kg




ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Slope = -4E-07x

Intercept =0,029

Kp = slope x 2 = -4E-07 x 2 = -8E-07

Cx = massa CaCO3 x volume air = 0,3 x 7 = 2.1 kg/L


1−(massa CaCO3 x cx )=

(996,6 x 2.1)1−(0,3 x 2.1) = 5658.0811 kg/m3


=(−−8E-07 x 0,322 x 101000)(0,93 .10−3 x 5658.0811)

=¿ -0.001572


viskositas=¿¿ 1007828

4. Run 4 pada CaCO3 300 gram laju alir 30 ml/s

ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Slope = -2E-5x

Intercept = 0,003

Cv = ¿¿ = (−2E-05 x0,32 x−101000 )

2=−0.10342 m2 Pa s

Ve = intercept

slope =

0.03−2E-05

=150m3

ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Vw = 1800 mL

V = 2800 mL

tp = 578.16 s

Cv =-0.10342m2 Pa s

Ve = 150 m3

K = VwV

= 18002800

=0.642857

Vopt ¿¿0,5 = ¿0,5

= 6130.926 m3


2 )+2 (1+k ) x vopt x ve}+tp

=

{( −0.10342

(0,322 ) (−101000 ) ) ( (1+2 x0.642857 )6130.9262 )+2 (1+0.642857 ) x6130.926 x (150)}+578.16

= 1145.157 s

Data :



Massa CaCO3 = 0.3 kg




ΔP = 101000 Pa

A = 0,32 m2

Slope = -2E-5x

Intercept = 0,003

Kp = slope x 2 = -2E-05 x 2 = -0.00004

Cx = massa CaCO3 x volume air = 0,3 x 7 = 2.1 kg/L


1−(massa CaCO3 x cx )=(996,6 x 2.1)1−(0,3 x 2.1) = 5658.0811 kg/m3


=(−0.00004 x 0,322 x 101000)(0,93 . 10−3 x5658.0811)

=¿ -0.07862


viskositas=¿¿ 1402580.6

laporan filtraasi kelompok 1

Documents