BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, dimana zat padat itu tertahan. Pada industri, filtrasi ini meliputi ragam operasi mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Filtrasi tak hanya penting dalam bidang industry, seperti pada penyaringan limbah yang akan dibuang ataupun pemisahan suatu kontaminan yang tercampur dalam suatu fluida. Akan tetapi, proses filtrasi juga diperlukan dalam pemurnian air minum untuk keperluan rumah tangga, ataupun penyaringan debu dari udara sekitar baik di rumah tangga maupun lokasi kerja.

Proses filtrasi ini sangat dibutuhkan dalam berbagai proses terutama proses industri. Dewasa ini terdapat berbagai macam jenis filtrasi yang memiliki karakteristik karakteristik tersendiri, baik dari segi umpan, tenaga pendorong, medium filter, dsb. Perbedaan ini sendiri dibuat untuk menyesuaikan alat filter dengan umpan yang akan di filtrasi dan hasil yang ingin di peroleh.Pemakaian alat filter yang kurang sesuai baik dengan jenis umpan, proses yang dibutuhkan, hasil yang diinginkan, maupun media filter yang digunakan, dapat menyebabkan kurangnya efisiensi pemisahan atau penyaringan tersebut. Sehingga dalam pemilihan alat tersebut harus benar benar hati.

Meski demikian, sebagian masyarakat terutama yang bergelut dalam bidang industri belum memahami dengan baik jenis jenis filter yang ada. Oleh karena itu, dalam makalah ini penulis akan memaparkan mengenai filtrasi dan jenis jenis filter yang biasa digunakan khususnya dalam bidang industri.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, masalah yang perlu dibahas dalam tugas ini yaitu : Apa saja jenis jenis filter dan bagaimana karakteristik masing masing jenis tersebut ?1.3 Tujuan

Makalah ini dibuat untuk mencapai tujuan tujuan tertentu, antara lain yaitu:

a. Memahami mengenai filtrasi dan mekanisme filtrasi.b. Mengetahui kriteria yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan alat filtrasi. c. Mengetahui jenis jenis alat filtrasi yang biasa digunakan.d. Mengetahui penerapan filtrasi dalam suatu industri.

1.4 Manfaat

Makalah ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada para pembaca, khususnya penulis dalam segi ilmu pengetahuan. Manfaat tersebut antara lain :

a. Mahasiswa dapat memahami mengenai filtrasi beserta mekanisme filtrasi.

b. Mahasiswa dapat memahami kriteria yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis alat filtrasi.

c. Mahasiswa dapat mengetahui jenis jenis alat filtrasi yang biasa digunakan.

d. Mahasiswa dapat memahami penerapan filtrasi dalam suatu industriBAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Filtrasi

Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, dimana zat padat itu tertahan. Pada industri, filtrasi ini meliputi ragam operasi mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Range filtrasi pada industri mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari saringan mungkin sajacairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru limbah padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Di dalam industri, kandungan padatan suatu umpan mempunyai range dari hanya sekedar jejak sampai persentase yang besar. Seringkali umpan dimodifikasi melalui beberapa pengolahan awal untuk meningkatkan laju filtrasi, misal dengan pemanasan,kristalisasi, atau memasang peralatan tambahan pada penyaring seperti selulosa atau tanah diatomae. Oleh karena varietas dari material yang harus disaring beragam dan kondisi proses yang berbeda, banyak jenis penyaring telah dikembangkan, beberapa jenis akan dijelaskan di bawah ini.

Fluida mengalir melalui media penyaring karena perbedaan tekanan yang melalui media tersebut. Penyaring dapat beroperasi pada:

Tekanan di atasatmosferpada bagian atas media penyaring.

Tekanan operasi pada bagian atas media penyaring.

Vakum pada bagian bawah.

Tekanan di atas atmosfer dapat dilaksanakan dengan gaya gravitasi pada cairan dalam suatu kolom, dengan menggunakan pompa atau blower, atau dengangaya sentrifugal. Dalam suatu penyaring gravitasi media penyaring bisa jadi tidak lebih baik daripada saringan (screen) kasar atau dengan unggun partikel kasar seperti pasir. Penyaring gravitasi dibatasi penggunaannya dalam industri untuk suatu aliran cairan kristal kasar,penjernihan airminum, dan pengolahan limbah cair. Kebanyakan penyaring industri adalah penyaring tekan, penyaring vakum, atau pemisah sentrifugal. Penyaring tersebut beroperasi secara kontinyu atau diskontinyu, tergantung apakah buangan dari padatan tersaring tunak (steady) atau sebentar-sebentar. Sebagian besar siklus operasi dari penyaring diskontinyu, aliran fluida melalui peralatan secara kontinu, tetapi harus dihentikan secara periodik untuk membuang padatan terakumulasi. Dalam saringan kontinyu buangan padat atau fluida tidak dihentikan selama peralatan beroperasi. Di dalam campuran zat cair, partikel-partikel padat tersuspensi dapat berupa partikel yang sangat halus, partikel tegar (rigid) atau plastis, berbentuk bulat atau beragam dan partikel agregat atau individual (diskrit).Filter medium (medium penyaring) adalah bahan padat berpori yang berfungsi menahan partikel-partikel padatan berukuran lebih besar dan meloloskan partikel padat berukuran lebih kecil dari diameter porinya bersama-sama dengan cairan. Beberapa filter medium yang sering digunakan antara lain seperti nilon, dacron cloth, kawat baja (steel mesh) gulungan baja tahan karat berbentuk koil, kain kasa dan lain-lain.

Suatu filter dalam beroperasi membutuhkan perbedaan tekanan yang melewati medium filter. Oleh karena itu, ada filter yang beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfer di sebelah hulu medium filter, dan ada yang beroperasi dengan tekanan atmosfer di sebelah hulu dan vakum di sebelah hilir. Tekanan di atas tekanan atmosfer dapat disebabkan oleh gaya gravitasi yang bekerja pada suatu kolom zat cair, oleh pompa atau blower, atau oleh gaya sentrifugal.Dalam industri, filtrasi ini meliputi beragam operasi mulai dari penapisan sederhana sampai separasi yang amat rumit. Fluidanya mungkin berupa zat cair atau gas, arus yang berharga mungkin fluidanya, tetapi bisa pula zat padatnya, atau bahkan kedua-duanya. Terkadang tidak ada diantara keduanya yang berharga, seperti limbah padat yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Dalam filtrasi industri, kandungan zat padat dapat mencapai jumlah yang sangat tinggi. Kadang- kadang umpan itu dimodifikasi dengan sesuatu cara perlakuan pendahuluan untuk meningkatkan laju filtrasi, misalnya dengan pemanasan, rekristalisasi, atau dengan menambahkan bahan penolong filtrasi (filter aid), seperti selulosa, kapur giling, atau tanah diatomea. Selain dapat membantu melancarkan proses penyaringan atau meningkatkan laju filtrasi, filter aid juga dapat dapat mempertinggi umur (life time) medium filter dan menghilangkan zat warna dan bau yang terdapat dalam cairan.2.2 Dasar Teori Filtrasi

Daya filtrasi (jumlah cairan atau gas yang menerobos per satuan waktu) dipengaruhi oleh:1. Luas permukaan filterJumlah filtrat per satuan waktu berbanding langsung dengan luas permukaan media filter. Semakin besar luas media tersebut, semakin besar pula daya filtrasinya.2. Beda tekanan antara kedua sisi media filterBeda tekanan adalah gaya pendorong setiap proses filtrasi. Secara teoritis, daya filtrasi sebanding dengan beda tekanan. Gaya pendorong dapat ditimbulkan oleh:

a. tekanan hidrostatik

b. tekanan lebih (filtrasi tekanan)

c. tekanan rendah (filtrasi vakum)

d. gaya sentrifugal

3. Tahanan media filterMedia filter yang berpori memiliki banyak saluran (kapiler, pori-pori). Tahanan media terhadap aliran yang menembusnya semakin kecil jika diameter kapiler semakin besar, yang berarti jumlah kapiler per satuan luas semakin sedikit. Tahanan media juga semakin kecil jika kapiler semakin pendek. Ini berarti bahwa semakin tipis dan kasar media filter itu, semakin besar daya filtrasinya.4. Viskositas cairanSemakin kecil viskositas cairan, semakin besar daya filtrasinya. Viskositas dapat dikurangi dengan meningkatkan suhu, namun sering mengakibatkan penggembungan (swelling) media filter, terjadinya proses korosi yang lebih cepat atau pelarutan kembali kristal-kristal.2.3 Kriteria Pemilihan Alat Filtrasi

Terdapat berbagai jenis alat filtrasi yang masing masing alat mempunyai karakteristik karakteristik tersendiri. Dalam memilih alat filtrasi yang akan digunakan, beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah:

1. Jenis campuranCampuran gas-padat memerlukan ruang filtrasi dan luas permukaan filter yang lebih besar daripada campuran cair-padat. Hal ini disebabkan volume gas lebih besar dari pada cairan. Disamping itu pada campuran gas-padat hanya mungkin digunakan beda tekanan yang kecil.

2. Jumlah bahan yang lolos dan tertahan,Semakin besar jumlah campuran yang harus difiltrasi, semakin besar daya filtrasi yang diperlukan dan dengan demikian juga semakin besar luas permukaan total filter. Ukuran pemanfaatan yang optimal dapat berupa luas permukaan filter yang sebesar mungkin dengan ruang filter yang sekecil mungkin.

3. Tekanan filtrasi (beda tekanan)Tekanan filtrasi mempengaruhi jenis konstruksi dan ukuran alat filtrasi.4. Jenis operasi, Konstruksi alat pada dasarnya berbeda untuk operasi yang kontinu atau yang tidak kontinu.

5. PencucianBila cake filter harus dicuci , diperlukan tambahan perlengkapan untuk mencuci. Tergantung pada jenis cairan pencuci yang digunakan, yaitu apakah mengandung air, mudah terbakar atau beracun, maka alat filtrasi harus dikonstruksi dengan cara yang berbeda-beda (misalnya terbuka, tertutup, dengan perangkat penghisap, dengan ruang-ruang terpisah)

6. Sifat bahan yang di filtrasi, Baik konstruksi maupun bahan yang dipakai untuk membuat alat filtrasi tergantung pada bahan yang difiltrasi, apakah bersifat asam, basa, netral, mengandung air, mudah terbakar, tahan api, peka terhadap oksidasi, steril, panas atau dingin. Konstruksi dapat terbuka, tertutup atau dalam lingkungan gas inert.

7. Sifat FiltrasiApakah cake filter yang terbentuk dapat ditekan atau tidak dapat ditekan, tergantung pada ukuran dan bentuk partikel bahan padat. Sifat cake filter itu selanjutnya mempengaruhi luas permukaan filter, tebal cake, beda tekanan, dan juga ukuran pori dari media filter.

2.4 Medium FilterSuatu medium filter (septum) pada setiap filter harus memenuhi syarat-syarat, yaitu 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 dan kuat secara fisik dalam kondisi proses.

4. harus memungkinkan penumpukan ampas, dan pengeluaran ampas secara total dan bersih.

5. tidak boleh terlalu mahal.

Dalam filtrasi industri medium filter yang banyak digunakan ialah kain kanvas, baik yang dengan anyaman kepar atau yang lain. Dalam hal ini terdapat kanvas dengan berbagai bobot dan anyaman, masing-masing untuk penggunaan tertentu. Untuk zat cair yang bersifat korosif digunakan medium filter yang lain, seperti kain wol, tenunan logam monel atau baja tahan karat, tenunan gelas atau, kertas. Kain sintetis seperti nilon, polipropilena, Saran dan Dacron juga sangat tahan secara kimia.2.5 Jenis jenis Filter

Gaya pendorong yang melintas pada media filter merupakan salah satu syarat dalam sebuah proses filtrasi. Berdasarkan gaya pendorong ini, filter dapat diklasifikasikan menjadi beberapa macam, antara lain:

2.5.1 Gravity Filter

Merupakan tipe yang paling tua dan sederhana. Filter ini tersusun atas tangki-tangki yang bagian bawahnya berlubang-lubang dan diisi dengan pasir-pasir berpori dimana fluida mengalir secara laminer. Filter ini digunakan untuk proses fluida dengan kuantitas yang besar dan mengandung sedikit padatan, seperti pada pemurnian air. Tangki biasanya terbuat dari kayu, bata atau logam tetapi untuk pengolahan air biasa digunakan beton. Saluran dibagian bawah yang berlubang mengarah pada filtrat, saluran itu dilengkapi dengan pintu atau keran agar memungkinkan backwashing dari dasar pasir untuk menghilangkan padatan-padatan yang terakumulasi. Bagian bawah yang berlubang tertutup oleh batuan atau kerikil setinggi 1 ft atau lebih untuk menahan pasir. Pasir yang biasa digunakan dalam pengolahan air sebagai media filter adalah pasir-pasir kuarsa dalam bentuk yang seragam. Kokas yang dihancurkan biasanya digunakan untuk menyaring asam sulfur. Batu kapur biasanya digunakan untuk membersihkan cairan organik baik dalam filtrasi maupun adsorbsi.Hal yang harus diperhatikan dalam gravity filter, bongkahan-bongkahan kasar (batu atau kerikil) diletakkan bagian atas balok berpori (cake) untuk menahan materi-materi kecil yang ada di atasnya (pasir, dll). Materi yang berbeda ukurannya harus diletakkan dengan membentuk lapisan-lapisan sehingga dapat bercampur dan ukuran untuk setiap materi harusnya sama untuk menyediakan pori-pori dan kemampuan yang maksimal.

Gambar 2.1 Gravity Filter2.5.2 Plates and Frames FilterFilter ini terdiri dari plat dan bingkai yang terpasang dengan suatu medium filter di atas sisi masing-masing plat itu. Alat ini akan bekerja berdasarkandriving force, yaitu perbedaan tekanan. Alat ini dilengkapi dengan kain penyaring yang disebut filter cloth, yang terletak pada tiap sisi platenya.Plate and frame filterdigunakan untuk memisahkan padatan cairan dengan media berpori yang meneruskan cairannya dan menahan padatannya. Secara umum filtrasi, dilakukan bila jumlah padatan dalam suspense relatif kecil dibandingkan zat cairnya.

Plat tersebut mempunyai saluran yang memotong plat tersebut sehingga filtrat cairan yang bersih dapat mengalir ke bawah pada masing-masing plat tersebut. Slurry dipompakan ke dalam penekan dan mengalir melalui saluran pipa ke dalam bingkai yang terbuka sehingga slurry tersebut mengisi bingkai itu. Aliran filtrat mengalir melalui medium filter dan partikel padat membentuk sebagai cake di bagian atas sisi bingkai kain itu. Filtrat mengalir antara medium filter dan muka plat melalui saluran keluar. Proses filtrasi berlangsung sampai bingkai tersebut diisi sepenuhnya dengan partikel padat. Ketika bingkai itu telah diisi sampai penuh,maka bingkai dan plat tersebut terpisah dan cake tersebut dibuang. Kemudian filter atau saringan itu dipasang kembali dan proses filtrasi diulangi lagi. Ada beberapa macam tipe bertekanan yang menggunakan pelat dan bingkai. Yang paling sederhana mempunyai salah satu saluran tunggal mengenali suspensi pada pencucian dan pembukaan tunggal pada setiap pelat untuk mangalirkan cairan (pada pengiriman terbuka). Tipe yang lain mempunyai saluran terpisah untuk membedakan suspensi dan air pencucian tetapi ada juga yang menggunakan saluran terpisah untuk memisahkan suspensi dan air pencucian (pada pengiriman tertutup). Saluran ini biasanya terdapat di pojok atau di tengah atau tepat di tengah. Umpan suspensi masuk malalui saluran yang terbentuk dari lubang-lubang pada pojok kanan atas antara pelat dan bingkai. Dari saluran ini, suspensi masuk ke bingkai menuju ruang di antara pelat-pelat. Tekanan pada suspensi diumpankan pada proses penekanan untuk menghasilkan filtrat. Filtrat tersebut menuju ruang-ruang diantara kain dan pelat melalui kain-kain dari kedua sisi pelat ke keluaran yang berupa klep atau menuju saluran kedua yang dibentuk oleh lubang-lubang pada pojok lain dari pelat dan bingkai dengan keluaran yang didukung oleh pelat-pelat tidak oleh bingkai. Baik keluaran melalui saluran atau melalui keran atau klep dan pelat dilubangi atau dibuat dengan filtrat, memasuki keluaran melalui sisi pelat.

Padatan dalam suspensi berakumulasi dalam kain pada sisi sebaliknya dari pelat-pelat. Setelah beberapa waktu sebagian kecil ruang diantara pelat tersedia untuk suspensi, dan umpan dimatikan. Jika cake dicuci, fluida pencuci di dalamnya disalurkan ke dalam suspensi atau masukan campuran bi balik suspensi, masuk ke cake kurang lebih dari tengah bingkai, dan lewat menuju pelat pada kedua sisi. Setelah cake dicuci, aliran ini terhenti, gaya yang menahan pelat dilepaskan, pelat dan bingkai terbuka seketika, dan cake dihilangkan atau dibuang ke dalam lubang di bawah penekan. Setelah pembuangan selesai, penekan ditutup lagi dengan memberikan gaya mekanik untuk mengunci pelat dan bingkai bersamaan, dan sebuah siklus baru filtrasi dimulai. Pencucian dapat dikeluarkan terpisah dari filtrat dengan menyediakan kedua keluaran bawah melalui keran dan sebuah saluran terpisah pada pojok lainnya dari pelat.

Pencucian sederhana adalah ketika pencucian mengalir melalui cake dengan jalan yang sama seperti filtrat. Ekspresi trhough washing atau every other pelate washing membutuhkan penggunaan dua tipe pelat yang berbeda. Pelat yang bukan pencuci (satu tombol) dan pelat pencuci (tiga tombol) diisikan dalam penekan diantara bingkai (dua tombol). Umpan memasuki bingkai seperti sebelumnya. Pencucian memasuki setiap pelat dan melewati dua cake pada bingkai di kedua sisi pelat, meninggalkan keran pada pelat bukan pencuci (satu tombol). Metode ini memerlukan klep yang tertutup pada pelat-pelat (tiga tombol) ke dalam masukan pencuci.

Semua tipe pelat ini dapat didesain untuk mengoperasikan pada pengiriman tertutup dengan menyediakan saluran ketiga yang dibentuk oleh lubang di sebelah pojok kanan bawah pelat dan bingkai. Empat saluran memungkinkan untuk mengoperasikan dengan menggunakan pengiriman tertutup dengan keluaran terpisah untuk filtrat dan pencucian. Umpan suspensi masuk ke setiap bingkai melalui saluran kanan atas (tidak ada pembukaan dari saluran ini ke pelat manapun). Filtrat meninggalkan setiap pelat menuju saluran kiri bawah bingkai penuh dengan cake. Pencucian masuk melalui saluran kiri atas ke setiap pelat menuju cake ganda di antara bingkai pada sisi lain pelat ini dan keluar melalui saluran kanan bawah pada pelat pengganti (satu tombol). Selama pencucian keran pada filtrat pada keluaran dan masukan pencucian tertutup.

Penekan pelat dan bingkai sangat luas digunakan khususnya ketika cake sangat berharga dan ukurannya sangat kecil. Filter yang kontinyu menggantikan penekan pelat dan bingkai untuk banyak operasi berskala besar.

Gambar 2.2 Plates and Frames Filter

2.5.3 Batch Leaf FilterFilter daun mirip dengan filter pelat dan bingkai, di bagian dalamnya cake disimpan pada setiap sisi daun dan filtrat mengalir keluar melalui saluran dari saringan pembuangan air yang kasar pada daun di antara cake, daun-daun tersebut dibenamkan ke dalam suspensi.

Filter daun tetap (tipe Sweetland), Filter daun berotasi (tipe Vallez) dimana cake lebih seragam, Filter Kelly dalam posisi terbuka. Filter tertutup dan kran masukan terbuka sehingga suspensi dapat masuk ke selongsong dengan udara yang dipindahkan dari ventilasi ke selongsong atas bagian belakang. Ventilasi dapat tertutup atau dibiarkan terbuka setelah selongsong penuh. Jika kran dibiarkan terbuka, maka kran akan membatasi aliran berlebih dan akan mengembalikan umpan yang berlebih ke tangki pengumpan sehingga dapat memberikan sirkulasi yang lebih baik antara filter daun dan untuk menjaga partikel-partikel besar dari pengendapan filtrasi dilanjutkan sampai ketebalan yang diinginkan tercapai atau filtrasi rata-rata turun secara tajam.

Umpan didiamkan sebentar, saluran keluaran terbuka kemudian slurry dialirkan. Tekanan udara rendah dialirkan ke dalam tangki untuk menambahkan solution berlebih. Adanya perbedaan tekanan akan membantu menjaga cake di dalam melawan filter kain. Setelah filter kosong, tutup dapat dibersihkan atau dialiri udara berlebih untuk mengeringkan cake lebih dulu. Untuk kelebihan fluida pencuci dikeringkan pada akhir pencucian dengan cara sama seperti pada kelebihan slurry dan cake dialiri dengan udara. Tutup dibuka dan cake dibuang bertekanan udara. Contoh : pembuatan Mg dari air laut.

2.5.4 Press FilterSuatu mesin pres bersaringan berisi satu set plat yang didesain untuk menyediakan serangkaian ruang atau kompartemen yang didalamnya padatan dikumpulkan. Plat-plat tersebut dilingkupi medium penyaring seperti kanvas. Lumpur dapat mencapai tiap-tiap kompartemen dengan tekanan tertentu, cairan melalui kanvas dan keluar ke pipa pembuangan, meninggalkan padatan dibelakangnya. Plat dari suatu mesin pres bersaringan dapat berbentuk persegi atau lingkaran, vertikal atau horizontal. Kebanyakan kompartemen padatan dibentuk dengan cetakan plat berbahan polipropelina. Dalam desain lain, kompertemen tersebut dibentuk di dalam cetakan plat berbingkai (plate-and-frame press), yang didalamnya terdapat plat persegi panjang yang pada satu sisi dapat diubah-ubah. Pengoperasiannya sebagai berikut :

1. Plat dan bingkai dipasang pada posisi vertikal dalam rak logam, dengan kain melingkupi permukaan setiap plat,dan ditekan dengan keras bersama dengan memutar skrup hidrolik.

2. Lumpur memasuki suatu sisi akhir dari rangkaian plat dan bingkai.

3. Lumpur mengalir sepanjang jalur pada satu sudut rangkaian tersebut.

4. Jalur tambahan mengalirkan lumpur dan jalur utama ke dalam setiap bingkai.

5. Padatan akan terendapkan di atas kain yang menutupi permukaan plat.

6. Cairan menembus kain, menuruni jalur pada permukaan plat (corrugation), dan keluar dari mesin press.

7. Setelah merangkai mesin press, lumpur dimasukkan dengan pompa atau tangki bertekanan pada tekanan 3 s.d. 10 atm.

Gambar 2.3 Press Filter2.5.5 Rotary Vacuum Drum Filter

Sebuah filter vakum rotary drum terdiri dari cloth-covered compartmental drum tersuspensi pada poros aksial atas kolam umpan yang mengandung suspensi, dengan kira-kira 50 sampai 80% dari area layar tenggelam dalam suspensi. kolam biasanya mencakup agitator untuk mempertahankan suspensi umpan pada konsentrasi konstan. Agitator tipe ayunan berosilasi, yang terdiri dari lengan sisi yang dilas dan sudut garu bajak (rake plough), dirancang untuk mencegah erosi cake dari permukaan drum tetapi pada waktu yang sama untuk memaksimalkan pembentukan cake dan output produksi. Desain lain memungkinkan perakitan agitator untuk dihapus dari tangki dengan drum masih di tempat.Tekanan di luar drum adalah tekanan atmosferik tetapi di dalam drum mendekati vakum. Drum dimasukkan ke dalam cairan yang mengandung suspensi padatan, lalu diputar dengan kecepatan rendah. Cairan tertarik melewati filter cloth karena tekanan vakum, sedangkan padatan tertinggal di permukaan luar drum membentuk cakeDrum ini biasanya dibagi menjadi tiga bagian yang dikenal sebagai bangunan cake, dewatering dan zona penghapusan cake. Dua yang pertama berada di bawah zona vakum, dimana air dalam bahan yang ditangani tersedot melalui kain saring, dan partikel padat membentuk cake pada kain. Pada zona ketiga vakum dilepaskan dan kompresi udara jet dapat digunakan untuk menghilangkan cake. Udara terkompresi juga dapat digunakan untuk meniup bersih kain saring.

Gambar 2.4 Cross-section Rotary vacuum drum filterKepala kendali membagi drum filter ke bagian yang berbeda untuk penyaringan, mencuci, pengeringan hisap dan pelepasan cake, sehingga dalam perjalanan dari satu titik revolusi masing-masing daerah drum melewati zona ini secara berurutan. Filtrat keluar melalui separator receiver dan dibuang baik dengan memompa atau dengan pemanfaatan tekanan atmosfer (yaitu dengan menggunakan kaki barometric). Lapisan padatan yang tersaring muncul dari suspensi sebagai drum berputar, dan mengikutinya. Hasilnya dicuci bersih, dihisap kering dan diberhentikan dari kain saring. Cairan yang telah dicuci dimasukkan ke cake baik secara langsung melalui perangkat mencuci seperti bendungan atau spay nozzle, atau wash belt yang tergeletak di atas cake.Filtrat dari zona pencucian dapat dikeringkan secara terpisah dari sumber filtrat. Pemanfatan blotong dibuang melalui alat pembuangan yang terdiri dari beberapa jenis drum yang disesuaikan dengan ketebalan cake, konsistensi, dan strukturnya. Filter cloth dapat dibersihkan sebelum kembali ke kolam umpan, baik dengan air jet atau dengan sikat pembersih. Jika cake filter tidak dicuci, atau jika pemisahan filtrat utama dan mencuci tidak diperlukan, maka instalasi ini dilengkapi hanya dengan filtrat separator. Sebuah sistem filter menggunakan sumber vakum umum., tapi mempertahankan filtrat (wash liquor) dan wash liquid (weak liquor) terpisah ditunjukkan pada Gambar 2.6.

Gambar 2.5 Rotary Vacuum Drum FilterGambar 2.6 Sistem filter dengan sumber vakum umum2.5.5.1 Metode Pelepasan Cakea. Scrapper Discharge

secara luas digunakan untuk lumpur limbah, pada pelapisan bijih mineral atau pekerjaan metalurgi, untuk slurry proses kimia, dan produk serupa lainnya. Cake dibawa sekitar tiga-perempat dari jalan di sekitar drum, untuk menghadapi pisau datar (doctor blade) yang biasanya membentang di seluruh lebar drum. Scraper blade sendiri dapat tetap atau menyesuaikan diri. Sebuah pisau tetap dengan tekanan tinggi pukulan-kembali pada titik yang lebih atau kurang tradisional di Aplikasi tertentu (seperti dewatering lumpur batubara, pengolahan metalurgi dan sebagainya). Pisau sebenarnya ditetapkan pada jarak yang kecil dari permukaan drum, sebenarnya separasi dari cake yang dicapai oleh tekanan blow-back, yang mengangkat medium sedikit jauh dari support, dan scrapper sehingga hanya memandu cake lepas dari drum.

Gambar 2.7 Scraper Dischargeb. Roller DischargeRoller discharge (Gambar 2.8) terbatas pada cake yang bersifat perekat, yang akan mentransfer dari cloth filter utama ke roller pemisah. Cake ini kemudian dilepas dari rol dengan pisau scraper, yang dapat berhubungan erat dengan roller tanpa menyebabkan masalah pemakaian pada cloth. Dalam efek ini adalah bentuk scraper pelepas, tetapi menghilangkan kontak antara pisau scraper dan kain. Pelepasan cake yang tepat dari drum vakum rotary filter adalah sangat penting jika jenis filter untuk terus bekerja secara efisien.

Gambar 2.8 Roller Dischargec. String DischargeSebuah filter String discharge (Gambar 2.9) memiliki sejumlah string tak berujung, berjarak sekitar 10-12 mm lapangan selama lebar filter drum, menjalankan string ini diperpanjang untuk membentuk sistem konveyor terbuka melewati discharge terpisah dan rol kembali. efektif, string ini mengangkat cake dari filter cloth pada titik di mana mereka meninggalkan drum tangensial, cake kemudian jatuh dari string saat mereka kembali ke lingkaran roll discharge. Sebuah sisir panduan juga dapat digabungkan antara discharge dan roll back, untuk mempertahankan keselarasan string dan menghapus sisa cake yang menempel pada string.

Gambar 2.9 String DischargeString discharge meminimalkan keausan mekanis pada filter cloth (memungkinkan kain yang akan digunakan lebih tipis), menghindari kebutuhan untuk blow-back dan terus menerus menyediakan pengikisan yang stabil pada setiap titik yang cocok dari drum. String normalnya terbuat dari fibre sintetis (misalnya nylon, poliester atau polipropilena), yang dipilih berdasarkan dengan produk yang ditangani. Dapat juga menggunakan bahan yang sama seperti cloth. d. Belt Dischargemirip dengan string discharge dalam prinsip operasi, dalam hal cake yang terbawa dari drum ke titik pembuangan, akan tetapi dalam discharge ini cloth itu sendiri menjalankan drum dengan diameter rol yang lebih kecil untuk menjalankan conveyor, dengan cake otomatis jatuh dari kain pada saat ekstremitas dalam jalannya operasi. Hasil yang dikembalikan akan terbawa oleh kain kemudian melewati suatu perangkat pencucian, untuk membersihkannya sebelum kembali ke penampungan umpan.

Gambar 2.10 Belt DischargeMetode ini menyediakan dukungan lengkap dari cake ke titik pembuangan dan sehingga mampu menangani semua jenis dan ketebalan cake. Tidak memerlukan blow-back dan keausan mekanis pada kain minim. Pencucian kembali pada run juga menghilangkan kecenderungan untuk kain menjadi tersumbat.2.5.6 Rotary Disc Filter

Rotary disk filter ini digunakan dalam operasi skala besar serta proses kontinu. Media filter dapat berupa kain (cloth), kertas, media poros dan lain-lain. Pemilihan media filter ini didasarkan atas kemampuan untuk memisahkan padatan, kekuatan yang dimiliki, inert terhadap bahan kimia dan juga dari segi ekonominya

Filter ini terdiri dari cakram vertikal sepusat yang menjulang pada batang pemutar horizontal. Prinsip operasi dari filter ini sama dengan prinsip operasi rotary vacuum drum filter. Tiap-tiap cakram berongga yang dilapisi dengan kain penyaring (medium filter) dan masuk ke dalam lumpur (slurry). Cake yang terbentuk dicuci, dikeringkan, ketika cakram tersebut lebih tinggi separuh dari putarannya. Proses pencucian lebih sedikit efisiensinya dibandingkan dengan tipe drum berputar (rotary drum type).Rotary vacuum disc filter memiliki keuntungan, dibandingkan dengan filter drum rotary, yaitu memberikan daerah penyaring yang jauh lebih besar per unit luas lantai. Dengan demikian sangat cocok untuk pengolahan produk massal, misalnya dalam persiapan batubara, bijih berpakaian, pulp dan pengolahan kertas, dan sebagainya. Prinsip pembangunan filter vakum disk rotary adalah bahwa sejumlah cakram filter dipasang, sejajar satu sama lain, pada poros horisontal. Setiap disk terbuat dari sektor dipertukarkan ditutupi dengan media filter, yang dapat diambil untuk mencocokkan dan menghapus kain filter. Filter disk konvensional memutar cakram melalui aliran mana suspensi diumpankan. Aliran yang besar biasanya akan memiliki agitator untuk mempertahankan konsentrasi konstan suspensi, dan bahkan pembentukan cake. Vakum diterapkan pada sektor disk melalui pipa di inti poros pusat, sepanjang filtrate dilepaskan.Jenis filter tidak dibatasi oleh konsistensi inlet maksimum: selama stok fluidized maka dapat diproses oleh unit. Hal ini memungkinkan aplikasi tidak rentan terhadap filtrasi vakum disk untuk penanganan secara rutin.

Gambar 2.11 Rotary Disc Vacuum Filter2.5.7 Pad and Panel FilterFilter pad dan panel adalah salah satu bentuk sederhana dari filter, digunakan terutama untuk menghilangkan debu dari udara, dalam situasi ventilasi, yang terdiri dari lembaran tebal media filter, atau bahan tipis yang dilipat untuk menempati ruang yang sama seperti pad, yang terdapat dalam bingkai persegi panjang dan dimaksudkan agar sesuai erat di lubang persegi panjang yang sesuai dalam dinding pembatas. Tujuan filtrasi debu meliputi:

a. membuat atau menjaga ruang kerja atau lebih sehatb. pencegahan polusi udara lingkungan, dengan menangkap partikel kontaminan seperti sisa sisa proses manufaktur, tungku atau mesinc. pemeliharaan yang tepat untuk mesin agar terlindungi dari debu yang dapat merusak alatd. peningkatan kualitas produk, seperti dalam pencegahan deposisi debu pada foto-grafis film atau permukaan semikonduktore. perlindungan pekerja dari debu berbahaya pada atau dekat titik generasi

Gambar 2.12 Filter Pad dan Panel2.5.8 Magnetic Filter

Filter magnetik mengkhususkan tegangan sistem untuk menghilangkan besi dan partikel ferro-magnetik lainnya dari suspensi cair dan aliran partikel padat. Filter ini berada di efek magnet sederhana, bila sesuai terletak di sistem fluida, dapat menarik dan mempertahankan partikel logam besi, nikel dan kobalt yang mungkin ada dalam sistem itu, dan juga partikel komposit di mana material feromagnetik adalah entrained. Penggunaan utama mereka adalah untuk menjebak dan retensi mesin logam besi atau memakai produk dalam sistem pelumasan dan sistem hidrolik (terutama ketika menjalankan sistem baru), penghapusan partikel besi dari slip keramik dalam industri keramik, penghapusan partikel besi dari proses feed line dan konveyor pneumatik, serta pemisahan dan retensi swarf dari alat mesin pendingin.Dalam bentuk yang paling sederhana, filter magnetik mungkin dalam bentuk plug menggantikan penutup saluran konvensional dalam kasus engkol. Partikel logam besi mengalir ke medan magnet yang dihasilkan oleh plug tertarik ke steker, di mana mereka tertarik dan tetap terjebak. Steker kemudian dapat dibersihkan dengan cara dikorek ketika dilepas, misalnya pada setiap ganti oli. Plug jenis ini sangat berguna untuk menangkap pemakaian produk awal yang dihasilkan selama periode berjalannya mesin pembakaran internal, gearbox, gear pompa dan mesin yang sama. Sebuah bentuk drain plug magnetik yang lebih efisien, bukan mengandalkan kemurnian pada perangkap tarik magnet, kontaminan besi antara sejumlah cincin magnet atau magnet mengelilingi inti plug.

Gambar 2.13 Rakitan Filter tipe magnetik

Gambar 2.14 Bagian dari filter magnet2.5.9 Membrane FilterMembran awalnya menyiratkan lembaran plastik tipis, mikroporous atau semi-permeable, istilah 'membran' ini sekarang digunakan untuk setiap media filter yang mampu memisahkan partikel dibawah 0,1 mikrometer. Membran dapat dikatakan adalah bagian yang paling cepat berkembang dari pasar media filtrasi (terutama jika membran keramik untuk penyaringan gas panas yang disertakan).Teknologi membran modern dimulai dengan pengembangan membran kinerja tinggi pertama untuk desalinasi air garam dengan reverse osmosis, sebagaimana dilaporkan dalam Loeb dan Sourirajans seminal paper tahun 1963.Untuk banyak orang, membran tetap menjadi bahan tipis yang fleksibel, tapi dalam hal penyaringan kata membran sekarang mencakup segala macam media yang dapat mencapai pemisahan pada 0,1 mikrometer atau di bawahnya (ke ukuran molekul dan ion), dan yang mungkin tebal atau tipis, fleksibel atau kaku, organik atau anorganik. Selain itu, membran sekarang banyak digunakan dalam aplikasi mikrofiltrasi pada ukuran memisah jauh di atas 0,1 mikrometer.Struktur permukaan halus dari semua membran menyiratkan perlunya signifikan pressure drop yang melewati media dalam rangka mencapai fluks cairan yang cukup. Akibatnya, membran harus dimasukkan dalam tekanan housing yang ketat, dan cara-cara lain yang diperlukan untuk mencapai operasi yang sehat dan efisien. Proses utama di mana membran yang digunakan dalam industri adalah:a. penyaringan partikel halus, dengan diameter efektif kurang dari 0,1 mikrometer, dari suspensi dalam cairan atau gas (mikrofiltrasi)b. penghilangan molekul yang sangat besar dan zat koloid dari cairan (ultrafiltrasi)c. penghilangan selektif beberapa spesies ion dari larutan (nanofiltrasi)d. penghilangan efektif semua materi terlarut dan tersuspensi dari air dan pelarut lainnya (reverse osmosis)e. transportasi selektif spesies ion saja (elektrodialisis)f. pemisahan campuran cairan larut (pervaporasi), dang. pemisahan campuran gas, termasuk campuran gas dan uap (gas dan uap perembesan).

Gambar 2.15 filter membran2.5.10 Centrifugal FiltersPadatan yang membentuk kue berpori dapat dipisahkan dari cairan dengan penyaringan berpusing. Umpan dimasukkan ke dalam keranjang berputar yang memiliki dinding bercelah atau berlubang yang disampuli suatu medium penyaring seperti kanvas atau kain logam. Tekanan yang dihasilkan dari gaya sentrifugal memaksa cairan melewati medium penyaring, meninggalkan padatannya. Jika umpan yang masuk keranjang dihentikan dan padatan kue diputar untuk waktu yang singkat, kebanyakan cairan residu di dalam kue mengalirkan partikel sehingga padatan lebih kering daripada hal yang sama untuk mesin pres bersaringan (filter press) atau penyaring vakum (vacuum filter). Ketika material yang tersaring harus dikeringkan secara berurut dengan alat pemanas, pemakaian penyaring ini dapat dipertimbangkan sebagai langkah ekonomis. Gambar 2.16 Bagian dari Centrifugal filter.2.6 Perlakuan Awal Sebelum Proses Filtrasi

Campuran tertentu seperti suspensi, padatan lumpur, atau larutan-larutan tertentu (seperti produk bioproses) sulit difiltrasi langsung. Hal ini disebabkan campuran tersebut merupakan fluida yang sangat non-newtonian, atau karena cake yang terbentuk sangat compressible sehingga cake dapat terdeformasi menjadi lapisan yang tidak permeabel. Karena itu, umpan yang memasuki peralatan filtrasi harus dikondisikan dahulu seperti dengan pemanasan, koagulasi dan flokulasi, ataupun adsorpsi pada filter cloth.

2.6.1 Pemanasan

Prose pemanasan adalah pretreatment umpan filter yang paling sederhana. Proses ini umumnya terbatas oleh stabilitas termal cake. Pemanasan terkadang efektif dalam pretreatment umpan filter karena pemanasan dapat mengubah karakteristik senyawa kimia menjadi bentuk tak stabil yang mudah difiltrasi. Contohnya pada campuran koloid, pemanasan dapat mengakibatkan ketidakstabilan koloid sehingga partikel koloid yang semula terdistribusi homogen menjadi terganggu ikatan kimianya, terkoagulasi membentuk agregat, dan mengendap sehingga mudah difiltrasi.

2.6.2 Koagulasi dan Flokulasi

Metoda kedua adalah penambahan elektrolit untuk mendukung terjadinya koagulasi dan flokulasi. Bahan elektrolit yang biasa ditambahkan bervariasi dari asam/basa sederhana sampai bahan polielektrolit sintetik. Elektrolit sederhana menyebabkan terjadinya koagulasi-flokulasi dengan memilah-milah gaya tolak menolak elektrostatik yang terjadi antara partikel kololid. Jika gaya tolak menolak elektrostatik ini dikurangi, gaya tarik-menarik Londan-van der Walls akan mendominasi. Akibatnya koloid akan terkoagulasi menjadi partikel yang lebih besar, lebih padat (dense) dan lebih mudah difiltrasi. Asam dan basa akan mengubah pH sehingga mengubah muatan partikel. Jika muatan berkurang, partikel akan banyak terkoagulasi dan makin mudah difiltrasi. Jika muatan bertambah, partikel yang terkoagulasi sedikit dan campuran makin susah difiltrasi. Polielektrolit sintetik dapat mengurangi gaya tolak-menolak elektrostatik, mengadsorbsi dan membuat partikel beragregasi, membentuk semacam jembatan antar partikel-partikel tersebut. Dengan demikian partikel koloid akan membentuk flok-flok yang besar, agregat yang tidak begitu padat tetapi mudah difilter. Polielektrolit dapat berupa anionik, kationik, dan nonionik.

BAB IIIKESIMPULAN

Filtrasi adalah proses pemisahan dari campuran heterogen yang mengandung cairan dan partikel-partikel padat dengan menggunakan media filter yang hanya meloloskan cairan dan menahan partikel-partikel padat. Filtrasi diterapkan untuk memisahkan bahan padat dari cairan atau gas.Filter medium (medium penyaring) adalah bahan padat berpori yang berfungsi menahan partikel-partikel padatan berukuran lebih besar dan meloloskan partikel padat berukuran lebih kecil dari diameter porinya bersama-sama dengan cairan.Daya filtrasi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain, beda tekanan antara kedua sisi media filter, luas permukaan filter, tahanan media filter, dan viskositas cairan. Hal hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis filter yang akan digunakan yaitu, jenis campuran, jumlah bahan yang lolos dan tertahan, tekan filtrasi, jenis operasi, pencucian, sifat bahan yang difiltrasi, dan sifat cake filtrasi itu sendiri. Kriteria tersebut sangat berpengaruh terhadap jenis alat filtrasi atau filter yang akan digunakan.Dengan adanya perbedaan sifat bahan maupun hasil, jenis filter yang digunakan menjadi sangat beragam, yang masing masing jenis atau tipe tersebut memiliki karakteristik tersendiri.

DAFTAR PUSTAKA

Brown, George granger. 1978. Unit Operations. Charles E. Tuttle Company : Tokyo, Japan.

Farmasi Unsoed. 2012. Filtrasi dan Aplikasinya Dalam Industri. [Online] diakses dari [http://tsffarmasiunsoed2012.wordpress.com/2012/05/24/filtrasi-dan-aplikasinya-dalam-industri/]

Fatyasah. 2011. Filtrasi. [Online] diakses dari [http://fatysahinknowledge.wordpress.com/2011/11/15/filtrasi/] tanggal 23 Maret 2013

Lackebywater. 2011. Gravity Filters/Pressure Filters. [Online] diakses dari [http://www.lackebywater.se/index62.html] tanggal 31 Maret 2013

Magnom. 2013. How Magnom works Enhanced Field Effects. [Online] diakses dari [http://www.magnom.com/index.php/tech/howitworks/] tanggal 31 maret 2013

Sutherland, Ken. 2008. Filters and Filtration Handbook. Fifth edition. Elsevier: Hungary

Zulfikar. 2011. Filtrasi. [Online] diakses dari [http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/pemisahan-kimia-dan-analisis/filtrasi-2/] tanggal 23 Maret 2013

27

28