SENTRIFUGASI CAIR-CAIR LAPORAN PERLAKUAN MEKANIK (Disusun untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Praktikum Perlakuan Mekanik)

Disusun Oleh : Ria Rahmawati (091424024) Rizky Fitriansyah (091424025) Sarah Camelia Putri (091424026) Satya Aditya Wardhana (091424027)

2 A TKPB (kelompok 7)

DOSEN PEMBIMBING TGL PRAKTIKUM TGL PENYERAHAN

: Iwan Ridwan : 10 Mei 2011 : 17 Mei 2011

TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH (D4) POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2010

SENTRIFUGASI CAIR-CAIR

I.

TUJUAN a. Memisahkan minyak dan air pada emulsi minyak dalam air (santan kelapa) b. Mengetahui pengaruh besar gaya sentrifugal, Fc terhadap perbandingan volume perolehan fasa ringan dan berat c. Mengetahui pengaruh besar gaya sentrifugal, Fci terhadap tingkat pemisahan d. Mengetahui tingkat pemisahan yang dilakukan satu tahap dengan dua tahap pada operasi pemisahan dua fasa cair dengan peralatan sentrifugasi

II.

LANDASAN TEORI

III. IV.

ALAT DAN BAHAN CARA KERJAKalibrasi kecepatan putaran sentrifuge Bersihkan bagian bagian dari sentrifuge Susun bagian-bagian dari peralatan sentrifuge Siapkan santan 6 liter Siapkan air santan untuk 3 kali percobaan masing-masing 2 liter. Tuangkan 2 L santan (sampel 1) ke penampung Tutup lubang pada penampung sentrifuge, kemudian tuangkan santan kedalam penampung. Letakkan beaker plastik pada masing-masing keluaran, (heavy liquid dan light liquid) Hidupkan peralatan pada kecepatan 15000 rpm Tunggu sampai sentrifuge terdengar stabil. Buka lubang bejana sentrifuse dan tunggu sampai aliran pada masing-masing keluaran berhenti menetes. (tentukan densitas light dan heavy) 9 Campurkan kembli light dan heavy, kemudian lakukan langkah diatas dengan kecepatan 17000 rpm kemudian 18000 rpm. Simpan light sampel 1 Ulangi langkah di atas untuk sampel 2 dan 3 Gabungkan light dari sampel 1, 2 dan 3 Hidupkan peralatan pada kecepatan 18000 rpm Setelah selesai, bongkar alat dan bersihkan

V.

DATA PENGAMATAN

Proses Sentrifugasi dilakukan sebanyak 3 Run, masing-masing Run menggunakan 2 Lt Santan Komponen Umpan I (15000 Rpm) Umpan Minyak Air Umpan Minyak Air Umpan Minyak Air T ( C) 26,2 25 260

(kg/m3) 927,8 929,8

Volume (ml) 2000 23 1970 2000 77 1920 2000 85 1910

Umpan II (17000 Rpm)

28,3 25 24 26

926,7 929,6

Umpan III (18000 Rpm) Campuran (Minyak I, II, & III) pada 15000 Rpm

910 912,7

Minyak

26

898,6

50

VI.

PENGOLAHAN DATA DAN PERHITUNGAN Perhitungan Gaya Sentrifugal, Fc Pada Berbagai Kecepatan Putar

a. Gaya Sentrifugal Pada Kecepatan Putar 15000 Rpm Minyak m = .v = 927,8 kg/m3 x 2,3.10-5 m3 = 0,0213 kg = 15000 rotasi/menit x 1/60 menit/sekon = 250 rotasi/sekon =

N

Fc

= 0,0213 kg x 0,0048m x (3,142. 2502/900)= 0,07 Newton Air m = .v = 929,8 kg/m3 x 1,97.10-3 m3 = 1,83 kg = 15000 rotasi/menit x 1/60 menit/sekon = 250 rotasi/sekon =

N

Fc

= 1,83 kg x 0,0048m x (3,142. 2502/900)= 6,01 Newton

b. Gaya Sentrifugal Pada Kecepatan Putar 17000 Rpm Minyak m = .v = 926,7 kg/m3 x 7,7.10-5 m3 = 0,0713 kg = 17000 rotasi/menit x 1/60 menit/sekon = 283,3 rotasi/sekon =

N

Fc

= 0,0713 kg x 0,0048m x (3,142. 283,32/900)= 0,30 Newton Air m = .v = 929,6 kg/m3 x 1,92.10-3 m3 = 1,78 kg = 17000 rotasi/menit x 1/60 menit/sekon = 283,3 rotasi/sekon =

N

Fc

= 1,78 kg x 0,0048m x (3,142. 283,32/900)= 7,51 Newton

c. Gaya Sentrifugal Pada Kecepatan Putar 18000 Rpm Minyak m = .v = 910 kg/m3 x 8,5.10-5 m3 = 0,0774 kg = 18000 rotasi/menit x 1/60 menit/sekon = 300 rotasi/sekon =

N

Fc

= 0,0774 kg x 0,0048m x (3,142. 3002/900)= 0,37 Newton

Air m = .v = 912,7 kg/m3 x 1,91.10-3 m3 = 1,74 kg = 18000 rotasi/menit x 1/60 menit/sekon = 300 rotasi/sekon =

N

Fc

= 1,74 kg x 0,0048m x (3,142. 3002/900)= 8,23 Newton

Dari hasil perhitungan dapat diringkas data sbb : Rpm 15000 17000 18000 (kg/m3) Minyak Air 927,8 929,8 926,7 929,6 910,0 912,7 Volume (ml) Minyak Air 23 1970 77 1920 85 1910 Fc (Newton) Minyak Air 0,07 6,01 0,30 7,51 0,37 8,32

Campuran (Minyak I, II, & III) pada 15000 Rpm Volume minyak total (ml) 185 Volume minyak murni yang dihasilkan (ml) 50 minyak murni hasil sentriugasi (kg/m3) 898,6 minyak Literatur (kg/m3) 900

d. Kurva Hubungan antara gaya sentrifugal (Fc) terhadap rapat massa () Light Liquid dan Heavy Liquid

Kurva Light Liquid0.4 0.35 0.3 Fc (Newton) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 905 910 915 minyak 920 (kg/m3) 925 930

Kurva Heavy Liquid8.5 8 Fc (Newton) 7.5 7 6.5 6 5.5 5 910 915 920 Air (kg/m3) 925 930 935

e. Kurva Hubungan antara gaya sentrifugal (Fc) terhadap Volume Light Liquid dan Heavy Liquid

Kurva Light Liquid0.4 0.35 0.3 Fc (Newton) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 20 40 60 80 100 Volume Minyak (ml)

Kurva Heavy Liquid8.5 8 Fc (Newton) 7.5 7 6.5 6 5.5 5 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980

Volume Air (ml)

VII.

PEMBAHASAN

Ria Rahmawati (091424024)

Rizky Fitriansyah (091424025)

Sarah Camelia Putri (091424026) Sentrifugasi merupakan proses pemisahan dengan menggunakan gaya sentrifugal sebagai driving force, dimana gaya sentrifugal merupakan gaya yang terjadi akibat adanya putaran. Pada praktikum ini dilakukan proses pemisahan minyak dan air yang teremulsi pada santan kelapa, yang bertujuan untuk mengetahui besarnya gaya sentrifugal terhadap volume dan rapat massa pada fasa ringan dan fasa berat. Pada praktikum ini proses pemisahan air dan minyak dilakukan sebanyak 3 run. Pada masing-masing run dilakukan pada 2 Lt santan dengan berbagai variasi kecepatan putar, yaitu 15000 Rpm, 17000 Rpm, dan 18000 Rpm. Proses pemisahan dengan metode sentrifugasi dilakukan karena perbedaan densitas air dan minyak tidak terlalu besar, sehingga minyak (light liquid) akan terpisah pada fasa atas, sedangkan air (heavy liquid) pada fasa bawah. Dari setiap percobaan dilakukan pengukuran volume dan rapat massa pada masingmasing keluaran, lalu dihitung besarnya gaya sentrifugal dengan rumus Fc = m.r.2, sehingga diperoleh data sbb : Rpm 15000 17000 18000 (kg/m3) Minyak Air 927,8 929,8 926,7 929,6 910,0 912,7 Volume (ml) Minyak Air 23 1970 77 1920 85 1910 Fc (Newton) Minyak Air 0,07 6,01 0,30 7,51 0,37 8,32

Dari data dapat dilihat bahwa densitas (rapat massa) air lebih besar dari minyak sehingga air merupakan fasa berat (heavy liquid), sedangkan minyak merupakan fasa ringan (light liquid). Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa semakin besar kecepatan putar, maka gaya sentrifugal yang dihasilkan pun semakin besar. Dimana dengan semakin besarnya gaya sentrifugal maka volume minyak pada fasa ringan yang terpisahkan semakin banyak, sedangkan pada volume air pada fasa berat volume yang terpisahkan semakin kecil. Begitu pula dengan rapat massa, semakin besar gaya sentrifugal (Fc) maka rapat massa air dan minyak semakin kecil. Dari data pun dapat dilihat bahwa semakin besarnya gaya sentrifugal maka tingkat pemisahan pun semakin besar, artinya komponen minyak yang terpisahkan dari air yang tersuspensi dalam santan semakin besar (semakin banyak).

Setelah dihasilkan minyak yang terpisahkan dari masing-masing run, maka dilakukan pemisahan terhadap ketiga campuran minyak tersebut, sehingga diperoleh data sbb: Campuran (Minyak I, II, & III) pada 15000 Rpm Volume minyak total (ml) 185 Volume minyak murni minyak murni hasil yang dihasilkan (ml) sentriugasi (kg/m3) 50 898,6 minyak Literatur (kg/m3) 900

Dari volume total minyak sebanyak 185 ml, hanya terpisahkan 50 ml minyak di fasa atas. Dan menghasilkan besarnya densitas 898,6 kg/m3 yang mendekati nilai densitas minyak nabati dari literatur yaitu 900 kg/m3. Hal ini menunjukkan bahwa minyak yang dihasilkan pada hasil gabungan ketiga minyak total memiliki tingkat kemurnian lebih tinggi.

Satya Aditya Wardhana (091424027) Pada praktikum ini dilakukan pemisahan campuran berwujud cair-cair yaitu santan dengan cara Sentrifugasi dengan gaya sentrifugasi sebagai driving force. Alat yangdigunakan dalam percobaan ini adalah berbentuk disc bowl yang beroperasi secara batch. Alat ini terdiri dari piringan piringan berbentuk mangkok, dan beberapa bagian tersusun membentuk satu kesatuan. Tiap bagian terdapat lubang kecil ditengah untuk jalannya umpan, sedangkan piringan mangkok membentuk celah sebagai jalan keluar untuk masing-masing cairan yang mengandung berat jenis berbeda, setelah dikenai gaya sentrifugal. Perolehan dari masing-masing celah akan terkumpul dan keluar dari dua jalan yang berbeda. Pemisahan dengan cara sentrifugasi ini memanfaatkan pengaruh perbedaan massa jenis (). Zat yang memiliki massa jenis lebih rendah disebut light liquid dan zat yang memiliki massa jenis lebih besar disebut heavy liquid. Pada percobaan ini yang menjadi light liquid adalah minyak sedangkan heavy liquid adalah air. Light liquid akan keluar dari saluran bagian atas sedangkan heavy liquid keluar dari saluran bawahnya. Dalam praktikum ini dilakukan 3 kali run yang masing-masing menggunakan dua liter santan dengan menggunakan kecepatan putaran yang berbeda-beda pada setiap run-nya, yaitu 15000 rpm, 17000 rpm dan 18000 rpm. Kecepatan putaran ini akan mempengaruhi gaya sentrifugal yang diberikan kepada umpan. Dari kurva dapat dilihat bahwa semakin besar kecepatan putaran yang diberikan maka gaya sentrifugal yang diberikan pun semakin besar, sehingga didapat hubungan antara gaya sentrifugal dengan kecepatan putaran yaitu berbanding lurus. Selain itu semakin besar kecepatan putaran, maka densitas light maupun heavy semakin kecil. Sedangkan volume light semakin besar dan volume heavy semakin kecil. Hal ini karena dengan adanya gaya sentrifugal, maka cairan yang memiliki massa jenis lebih besar akan terlempar menuju ke arah jari-jari luar, sedangkan cairan dengan massa jenis ringan akan terdorong ke pusat putaran.

VIII. KESIMPULAN a. Minyak terpisahkan pada fasa atas sebagai light liquid, sedangkan air terpisahkan pada fasa bawah (heavy liquid). b. Dari hasil pengukuran dan perhitungan diperoleh data sbb : Rpm 15000 17000 18000 (kg/m3) Minyak Air 927,8 929,8 926,7 929,6 910,0 912,7 Volume (ml) Minyak Air 23 1970 77 1920 85 1910 Fc (Newton) Minyak Air 0,07 6,01 0,30 7,51 0,37 8,32

c. Densitas air lebih besar daripada minyak. d. Semakin besar kecepatan putar, maka akan menghasilkan gaya sentrifugal yang semakin besar e. Semakin besar Fc volume minyak yang terpisahkan semakin banyak f. Semakin besar Fc densitas air dan minyak semakin kecil g. Semakin besar nilai Fc maka tingkat pemisahan anatara minyak dan air dalam santan semakin besar h. Data pemisahan pada minyak campuran dari ketiga run : Campuran (Minyak I, II, & III) pada 15000 Rpm Volume minyak minyak murni hasil murni yang sentriugasi (kg/m3) dihasilkan (ml) 50 898,6

Volume minyak total (ml) 185

minyak Literatur (kg/m3) 900

i. Dihasilkan minyak dengan tingkat kemurnian yang lebih tinggi. j. Densitas minyak mendekati nilai densitas minyak nabati pada literatur.

IX.

DAFTAR PUSTAKA