BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Metode pemisahan merupakan suatu cara yang digunakan untuk

memisahkan atau memurnikan suatu senyawa atau skelompok senyawa yang

mempunyai susunan kimia yang berkaitan dari suatu bahan, baik dalam skala

laboratorium maupun skala industri. Metode pemisahan bertujuan untuk

mendapatkan zat murni atau beberapa zat murni dari suatu campuran, sering

disebut sebagai pemurnian dan juga untuk mengetahui keberadaan suatu zat

dalam suatu sampel (analisis laboratorium).

Sentrifugasi adalah proses pemisahan campuran heterogen yang berbeda

berat jenis atau densitas dengan sedimentasi menggunakan gaya sentrifugal.

Sentrifugasi dapat dilakukan pada fase padat cair yang tersuspensi serta

campuran beberapa fasa cair. Pemisahan dua fasa cair dapat dilakukan apabila

kedua cairan mempunyai perbedaan rapat massa. Semakin besar perbedaan

rapat massa dari kedua cairan maka semakin mudah dipisahkan dengan cara

sentrifugasi. Semakin mudah dipisahkan yang dimaksud adalah semakin kecil

energi dan waktu yang diperlukan untuk proses pemisahannya.

Dewasa ini proses sentrifugasi telah banyak digunakan dalam

agroindustry. Contohnya adalah pada pembuatan VCO (Virgin Coconut Oil),

susu skim, keju, senyawa papain, minyak atsiri dan yeast. Dengan adanya

mesin sentrifugasi akan membantu proses pembuatan berbagai produk yang

dihasilkan pada bidang agroindustri. Pemisahan antara dua jenis substansi

berdasarkan berat jenis molekul dengan cara memberikan gaya sentrifugal

sehingga substansi yang lebih berat akan berada di dasar sedangkan substansi

yang ringan akan berada di atas. Dengan kata lain, produk dengan berat jenis

berbeda akan dipisahkan menjadi beberapa bagian yang memiliki nilai dan

dapat dikomersilkan.

1

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan sentrifuge?

2. Bagaimana prinsip kerja sentrifuge?

3. Apa fungsi sentrifuge?

4. Bagaimana cara perawatan sentrifuge?

5. Bagaimana kalibrasi sentrifuge?

6. Bagaimana cara menggunakan sentrifuge?

7. Apa saja aplikasi penggunaan sentrifuge?

1.3 Tujuan

Agar mahasiswa dapat mengetahui pengertian sentrifugasi, memahami prinsip

kerja sentrifugasi, mengetahui fungsi sentrifugasi, mengetahui cara perawatan

sentrifuge, mengetahui kalibrasi sentrifuge, mengetahui cara menggunakan

sentrifuge, dan mengetahui aplikasi penggunaan sentrifuge.

1.4 Manfaat

Setelah membaca makalah tentang sentrifuge ini mahasiswa akan mengetahui

tentang sentrifuge,cara penggunaan serta cara perawatan alat ini dengan baik.

2

BAB II

ISI

2.1 Pengertian Sentrifugasi

Sentrifugasi adalah cara untuk memisahkan padatan dengan cairan.

Metode ini sering dilakukan sebagai penganti filtrasi bilapartikel padatan sangat

halus dan jumlah campurannya sedikit.Metode sentrifugasi digunakan secara

luas untuk memisahkan sel-sel darah merah dan sel-sel darah putih dari plasma

darah. Dalam hal ini, padatannya adalah sel-sel darah dan akan menggumpal di

dasar tabung reaksi plasma darah berupa cairan berada di bagian atas.

(Fibrianto, 2008).

Sebuah benda dengan massa m, yang berputar dalam orbit melingkar

dengan kecepatan sudut yang konstan ω, disebut dengan Gaya Sentrifugal.

Dinyatakan dengan

F (X,Y,Z) = m ω2r = m ω2(xi + yj + zk)

Dan menunjukkan bahwa:

f (X,Y,Z) = ½ mω2r = ½ mω2(x2 + y2 + z2)

(Purcell,2004)

Sentrifugasi merupakan salah satu metode dasar yang sangat penting

dalam studi biologi sel maupun biologi molekular. Sentrifugasi tidak hanya

dapat dipergunakan untuk memisahkan sel atau organel subselular, melainkan

juga digunakan untuk pemisahan molekular. Prinsip sentrifugasi didasarkan

atas fenomena bahwa partikel yang tersuspensi dalam suatu wadah (tabung atau

bentuk lain) akan mengendap ke dasar wadah karena pengaruh gravitasi. Laju

pengendapan tersebut dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan pengaruh

gravitasional terhadap partikel. Hal ini dapat dilakukan dengan menempatkan

tabung berisi suspensi partikel ke dalam rotor suatu mesin sentrifugasi

kemudian diputar dengan kcepatan tinggi (Yuwono, 2006).

3

Sentrifugasi merupakan salah satu proses penghilangan kotoran dalam

rafinasi yang bertujuan untuk memisahkan massecuite menjadi kristal gula dan

molasses dengan melibatkan kerja dari mesin sentrifugal. Proses sentrifugasi

menggunakan prinsip dari mesin sentrifugasi menggunakan motor induksi

sebagai penggerak untuk memutar chamber mesin sentrifugal yang berisi

massecuite yang akan diolah. Dalam satu kali proses sentrifugasi massecuite

dapat dimasukkan dalam beberapa kali dengan jumlah yang berbeda sehingga

akan menyebabkan perubahan bebean yang akan mempengaruhi kecepatan

putaran motor induksi. Perubahan kecepatan motor akan mempengaruhi waktu

proses sentrifugasi.

(Putri, 2009)

Sentrifugasi menggunakan gaya sentrifugal untuk mempercepat

pengendapan padatan-padatan yang terdapat di dalam lumpur. Sistem dewating

yang ada dapat berupa solid bowl dan basket sentrifuge. Pada beberapa kasus,

lumpur yang terkondisikan ke dalam horizontal atau cylindrical bowl yang

berputar dengan kecepatan 1600-2000 rpm. Padatan akan dilemparkan keluar

dari bowl dan diambil oleh screw conveyor, sedangkan cairan atau centrate

akan dikembalikan ke dalam IPAL untuk diolah (Siregar, 2005).

4

2.2 Prinsip Kerja

Pompa sentrifugal mempunyai sebuah impeller (baling-baling) untuk

mengangkat zat cairan dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih

tinggi. Daya dari luar diberikan pada poros pompa untuk memutarkan impeller

di dalam zat cair. Maka zat cair yang ada di dalam impeller oleh dorongan

sudu-sudu dapat berputar. Karena timbul gaya sentrifugal, maka zat cair

mengalir dari tengah impeller ke luar melalui saluran di antara sudu-sudu.

Disini head tekanan zat cair menjadi lebih tinggi. Demikian juga head

kecepatannya menjadi lebih tinggi karena mengalami percepatan. Zat cair yang

keluar melalui impeller akan ditampung oleh saluran berbentuk volute (spiral)

dikelilingi impeller dan disalurkan keluar pompa melalui nozel

(outlet/discharge). Di dalam nosel ini sebagian head kecepatan aliran diubah

menjadi head tekanan.Jadi impeller pompa berfungsi memberikan kerja pada

5

zat cair sehingga energi yang dikandungnya menjadi lebih besar.Selisih energi

per satuan berat atau head total zat cair antara flange (flens) isap dan flange

(flens) keluar disebut head total pompa.

Dari uraian di atas, jelas bahwa pompa sentrifugal dapat mengubah

energy mekanik dalam bentuk kerja poros menjadi energi fluida. Energi inilah

yang mengakibatkan perubahan head tekanan, head kecepatan dan head

potensial pada zat cair yang mengalir secara kontinu.

Menurut proses perpindahan energi dan benda cair sebagai bahan aliran,

maka pompa sentrifugal termasuk mesin aliran fluida hidraulik. Rumus utama

Euler untuk mesin aliran fluida juga berlaku untuk pompa ini. Tinggi kenaikan

dari pompa sentrifugal adalah sama dengan perbandingan kwadrat dari

kecepatan putar pompa.

(Hendra, 1989)

2.3 Fungsi Sentrifugasi

1. Memisahkan partikel atau sel darah dari while blood untuk memperoleh

plasma atau serum.

2. Memisahkan endapan protein dalam pemeriksaan kimia.

3. Untuk mendapatkan elemen seluler berkonsentrasi tinggi dan komponen

lainnya dari cairan biologi untuk pemeriksaan mikroskopik atau

pemeriksaan kimia.

4. Memisahkan komponen lipid dan komponen lainnya dari plasma/serum,

dan memisahkan lipoprotein dari yang lainnya.

(Miller, 2000)

2.4 Cara Perawatan Sentrifugasi

1. Rotor-centrifuge harus dijaga dalam keadaan bersih.

2. Beban sentrifuge harus seimbang

3. Pastikan penutup sentrifuge dalam keadaan bersih dan tertutup erat

4. Kalibrasi

6

5. Pengecekan power suply

Keseimbangan diperlukan selama sentrifugasi, karena bila tidak seimbang

maka akan terjadi getaran. Getaran ini akan semakin hebat pada saat

percepatan dan perlambatan. Apabila hal ini terjadi selain mengakibatkan

sedimen yang terbentuk dapat terurai kembali juga akan mempercepat

rusaknya alat.

(Bernasconi, 1995)

2.5 Kalibrasi Sentrifugasi

Kecepatan putaran sentrifus harus diperiksa paling sedikit setiap 3 bulan

sekali menggunakan alat yang disebut tachometer. Tachometer ada 2 macam

taitu tachometer kontak dan tachometer ptic/phototachometer. Tachometer

kotak mengukur rpm dengan menempelkan alat kebagian sentrifus yang

berputar, sedangkan tachometer ptic mengukur rpm berdasarkan pantulan

permukaan yang sedang berputar. Kecepatan tidak boleh lebih dari 5% dari rpm

yang tertera. Apabila sentrifus memiliki pengatur waktu perlu diperiksa secara

berkala dengan stopwatch dan tidak boleh berbeda lebih dari 10%. Sentrifus

dengan pendingin perlu diperiksa suhunya setiap bulan sekali dan tidak boleh

menyimpang lebih dari 0,5% dari suhu yang diharuskan (Bernasconi, 1995).

2.6 Cara Penggunaan Sentrifugasi

1. Sambungkan stop kontak ke stavolt bersumber 220 Volt

2. Buka penutup Sentrifuge

3. Cek kebersihan bagian dalam alat

4. Masukkan sampel kedalam tabung dengan volume yang sama antar tiap-

tiap tabung

5. Masukkan tabung yang telah diisi dengan sampel kedalam sentrifuge

sebanyak 2/4/6/12 buah

6. Tutup kembali sentrifuge

7. Tekan tombol kecepatan yang diinginkan(rpm)

8. Tekan tombol waktu yang diinginkan(menit)

7

9. Tunggu sampai sentrifuge benar-benar berhenti, baru sampel bisa di

keluarkan

10. Setelah pemakaian pertama, istirahatkan selama 15 menit baru

kemudian di pakai untuk pemakaian kedua

11. Matikan tombol power

(Hendra, 1995)

2.7 Aplikasi Mesin Sentrifugasi

2.7.1 Pada Pembuatan Yoghurt

Concentrated yoghurt dapat dilakukan dengan metode sentrifugasi, yang

bertujuan untuk memisahkan whey dan yield sehingga kadar airnya akan

turun dan diharapkan akan mendapatkan total solid sebanyak 23-25%

karena lama pemutaran sentrifugasi akan berpengaruh terhadap total

solid. Metode yang digunakan yaitu metode eksperimental dengan

RAncangan Acak Lengkap (RAL). Penelitian menggunakan 4 perlakuan

yaitu C1: Concentrated yoghurt dengan lama pemutaran !0 menit, C2:

dengan lama pemutaran 20 menit, C3: dengan lama pemutaran 30 menit,

dan C4: dengan lama pemutaran 40 menit dan setiap perlakuan di ulang

sebanyak 6 kali.

a. Kadar Air

Peubah yang diukur yaitu kadar air, yield dan total solid. Hasil

pengukuran kadar air concentrated yoghurt menggunakan metode

sentrifugasi dengan pengaruh lama pemutaran 10, 20, 30, dan 40

menit diperoleh rata-rata 77,6 ± 3,54%. kadar air concentrated

yoghurt dipengaruhi oleh lama pemutaran (P<0.05). Secara umum,

semakin lama pemutaran maka kadar air semakin rendah, semakin

lama pemutaran maka kadar air akan semakin menurun. Penurunan

kadar air terjadi karena adanya gaya sentrifugal yang memisahkan

whey dan partikel yang ada didalam concentrated yoghurt.

8

Gambar 1. Penurunan kadar air akibat pengaruh lama pemutaran

metode sentrifugasi. Lehman et al. (1991) melalui penelitiannya

telah melaporkan bahwa whey terdiri atas 6,1 % total solid

terutama termasuk didalamnya lemak, laktosa dan mineral

concentrated yoghurt yang diperoleh dengan metode mekanikal

separator (sentrifugasi) yang telah dilakukan pemutaran dengan

jangka waktu lama.

b. Total Solid

Hasil pengukuran total solid concentrated yoghurt

menggunakan metode sentrifugasi dengan lama pemutaran 10, 20,

30, dan 40 menit diperoleh rata rata sebesar 22,3 % ± 3,51.

semakin lama pemutaran maka total solid akan semakin meningkat.

9

Gambar 2. Peningkatan total solid akibat pengaruh lama pemutaran

metode sentrifugasi. Peningkatan total solid berdasarkan waktu

pemutaran terjadi akibat berkurangnya kadar air yang terdapat

dalam concentrated yoghurt. Besar kadar air dan pengurangan

proporsi padatan merupakan dua faktor yang mempengaruhi

penurunan total solid, apabila kadar air dalam concentrated yoghurt

rendah maka total solid akan semakin tinggi karena padatan yang

terdapat dalam concentrated yoghurt semakin banyak.

c. Yield

Hasil pengukuran yield concentration yoghurt menggunakan

metode sentrifugasi dengan pengaruh lama waktu 10,20, 30, dan 40

menit diperoleh rata-rata sebesar 42,1% ± 8,54%. Semakin lama

pemutaran maka yield semakin menurun.

10

Gambar 3. Penurunan yield akibat pengaruh lama pemutaran

metode sentrifugasi. Penurunan yield yang terjadi diakibatkan

karena semakin lama waktu pemutaran maka butir yield akan ikut

mengalir bersamaan dengan keluarnya whey. Metode sentrifugasi

dapat memisahkan campuran dua larutan yang heterogen

berdasarkan perbedaan berat jenisnya. Data tersebut penting

diketahui karena yield adalah hasil utama setelah sentrifugasi atau

dengan kata lain yield juga merupakan concentrated yoghurt.Lama

pemutaran yang berbeda dengan waktu 10, 20,30 dan 40 menit

menggunakan kecepatan 1500 rpm berpengaruh terhadap kadar air,

total solid, dan yield concentrated yoghurt dengan nilai masing-

masing sebesar 77,6 %, 22,3 %, dan 42,1 %. Lama pemutaran 30

menit sudah dapat menghasilkan concentrated yoghurt yang sesuai

standar, baik kadar air, total solid, dan yield concentrated yoghurt.

Lama pemutaran yang berbeda dengan waktu 10, 20,30 dan 40

menit menggunakan kecepatan 1500 rpm berpengaruh terhadap

11

kadar air, total solid, dan yield concentrated yoghurt dengan nilai

masing-masing sebesar 77,6 %, 22,3 %, dan 42,1 %. Lama

pemutaran 30 menit sudah dapat menghasilkan concentrated

yoghurt yang sesuai standar, baik kadar air, total solid, dan yield

concentrated yoghurt

2.7.2 Pada Stasiun Putaran Pengolahan Limbah Cair

Mesin yang digunakan adalah batch sentrifugal untuk memisahkan gula

dari stroopnya untuk gula dan SHS. Sedangkan continuous sentrifugal

berfungsi untuk memisahkan kristal gula dari stroopnya untuk putaran C.

(Prana, 2003)

2.7.3 Pada Penanganan Susu Segar

Pompa sentrifugal berfungsi mengalirkan susu dari salur tangki ketempat

lain berdasarkan gaya sentrifugal. Adanya gaya sentrifugal ini akan

mempercepat aliran susu keluar dari satu tangki dan mendorong aliran

susu naik melalui pipa menuju tangki atau tempat pengelolahan

berikutnya (Ananda, 2006).

2.7.4 Pada Pembuatan Garam

Alat yang digunakan Super Decenter Sentrifugal (SDC) yang bekerja

continue. Prosesnya adalah pemisahan Kristal asam glutamate dari cairan

induk.Kristal asam glutamate mempunyai berat jenis lebih besar daripada

cairan induk. Sehingga cairan induk akan berada dibagian tengah karena

gaya sentrifugal. Cairan induk akan dimanfaatkan sebagai pupuk cair

amina (Sulistyowati, 2003).

2.7.5 Pada Pembuatan Gula

Pada stasiun puteran digunakan alat yaitu Continue Centrifugal atau

High Grade Centrifuge dan Discontinue Centrifugal. Continue

Centrifugal atau High Grade Centrifuge berfungsi untuk memisahkan

Kristal gula dan dengan stroopnya secara sempurna. Sedangkan

12

Discontinue Centrifugal berfungsi untuk memisahkan Kristal gula dan

dengan stroopnya secara lebih sempurna (Rakhmantyo, 2007).

13

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Sentrifugasi dapat diaplikasikan pada banyak kegiatan. Dengan adanya

alat sentrifugasi akan membantu memisahkan cairan atau zat tertentu dengan

berat jenis yang berbeda. Dengan digunakannya proses sentrifugasi pada proses

pembuatan suatu produk akan mempermudah proses tersebut, karena pada

mesin sentrifugasi dapat diatur gaya serta waktu yang diperlukan untuk

pemisahan zat. Dengan adanya alat sentrifugasi dapat menambah nilai suatu

produk dengan mudah dan cepat.

3.2 Saran

Banyak proses yang dapat menggunakan prinsip sentrifugasi. Dengan

digunakannya alat tersebut dapat meningkatkan efisiensi dan efektifitas produk

yang dihasilkan.

14

DAFTAR PUSTAKA

Ananda, Yuha Dwi .2006. Laporan Praktek Kerja Lapang Pengaruh Penanganan

Susu Segar Terhadap Sifat Mikrobiologis Susu Di Pt. Indo Murni Dairy

Industry (Imdi) Pasuruan. Universitas Brawijaya: Malang.

Bernasconi G. 1995. Teknologi Kimia I. Jakarta: Pradya Paramita.

Fibrianto, Dian Nur. 2008. Panduan Kimia Praktis. Jakarta: Pustaka Widyatama.

Hendra Adijuwana. 1989. Teknik pemisahan Dalam Analisis Biologis. Bogor: IPB

Press.

Miller J.N. 2000. Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry, 4th

ed.Harlow: Prentice. Hall.

Prana, Sika Anggita .2003.Penanganan Limbah Cair Di Pt. Ajinomoto Indonesia

Mojokerto Factory.Universitas Brawijaya. Malang.

Pujiastuti, Elis dkk. 2013. Pengaruh Lama Pemutaran Menggunakan Metode

Sentrifugasi Terhadapa Yield, Kadar Air dan Total Solid Concentrated Yogurt.

Jurnal Ilmiah Peternakan. Vol 1 No 3.

Purcell, Edwin J. 2004. Kalkulus Jilid 2 Edisi 8.Jakarta : Erlangga

Putri, Ratna Ika., Mila Fauziyah, dan Agus Setiawan. 2009. Penerapan

Kontroler  Neural Fuzzy Untuk Pengendalian Kecepatan Motor Induksi 3 Fasa

Pada Mesin Sentrifugal. Universitas Sumatera Utara: Medan.

Rakhmantyo, Ridho. 2007.Manajemen Pengadaan Bahan Baku Di Pabrik Gula

Kebon Agung. Universitas Brawijaya. Malang.

Siregar, Sakti A. 2005. Instalasi Pengolahan Air Limbah. Kanisius: Yogyakarta.

Sulistyowati, Wiji .2003.Pengolahan Limbah Cair Di Pg.Krebet Baru Ii Bululawang

Malang.Universitas Brawijaya. Malang.

Yuwono, Triwibowo. 2010.Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga.

15