TUGAS

SATUAN OPERASI DAN PROSES

APLIKASI SENTRIFUGASI

Dosen Pengampu: Arie Febrianto Mulyadi, STP., MP.

blog.ub.ac.id/alynkaprayfadhilla/files/.../TUGAS-SATOP-Pak-ARie.doc

Kelompok:

Alynka Prayfadhilla J.R.(115100300111031)

Devian Festi Khalangi(115100300111071)

Ahmad Fuadi

(115100301111013)

Nur Qayyum F.

(115100700111010)

Dio Gizky Putri

(115100707111013)

KELAS P

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2013SENTRIFUGASISecara umum sentrifugasi adalah proses pemisahan dengan menggunakan gaya sentrifugal. Sentrifugasi digunakan untuk memisahkan suspensi yang jumlahnya sedikit. Pemisahan dapat dilakukan terhadap fasa padat cair tersuspensi maupun campuran berfasa cair-cair. Pada pemisahan dua fasa cair dapat dilakukan apabila kedua cairan mempunyai perbedaan rapat massa. Semakin besar perbedaan rapat massa dari kedua cairan semakin mudah dipisahkan dengan cara sentrifugasi. Semakin mudah dipisahkan yang dimaksud adalah semakin kecil energi yang diperlukan untuk proses pemisahannya. Dua cairan yang dipisahkan dengan metode sentrifugasi biasanya berbentuk dua fasa cair yang teremulsi. Proses sentrifugal adalah suatu proses yang relatif sulit karena disini kita dihadapkan pada pengaturan percepatan dan perlambatan dari beban yang memiliki inertia yang tinggi dan berubah pada setiap tahapan dalam satu siklus operasional sebuah mesin sentrifugal. Alat yang digunakan adalah alat sentrifugasi. Prinsip sentrifugasi adalah pemusingan yang cepat menghasilkan gaya sentrifugal lebih besar dari gaya grafitasi, akibatnya partikel-partikel tersuspensi akan mengendap di dasar tabung, selanjutnya filtrat di dekantasi (dituang atau di pipet secara hati-hati).1. Mesin-Mesin yang Digunakan dalam Proses SentrifugasiMesin sentrifugal merupakan mesin yang berputar dengan kecepatan tinggi untuk memisahkan cairan dengan cairan lain, misal krim dari susu. Mesin sentrifugal berputar berkat beberapa jenis motor penggerak. Jenis-jenis sentrifugal yang digunakan untuk sedimentasi meliputi: hydrocyclone tubular bowl chamber bowl imperforate basket disk stack separator disk-bowl centrifuge decanterHydrocyclone

Hydrocyclone merupakan perangkat sederhana menggunakan gaya sentrifugal untuk mencapai pemisahan. Pemisahan sentrifugal yang dihasilkan oleh gerakan mengaduk, yang disebabkan oleh pengenalan tangensial dari bahan. Prinsipnya operasi didasarkan pada konsep kecepatan ketetapan henti dari sebuah partikel padat dalam bidang sentrifugal. Tubular bowl centrifuge

Tubular centrifuge digunakan utamanya untuk pemisahan secara kontinyu cairan dari cairan atau partikel yang sangat halus dari cairan, meskipun dalam beberapa kasus itu digunakan sebagai sentrifugal jenis batch. Tubular centrifuge adalah pengganti yang sangat baik bagi banyak filter dan membran aplikasi tradisional karena efisiensi yang tinggi (hampir tidak kehilangan produk) dan footprint kecil. Selain itu, tidak seperti filter tradisional, mereka tidak pernah memerlukan pra-coating atau back-pembilasan dan tidak pernah menyumbat.Chamber bowl centrifugeChamber mangkuk centrifuge adalah salah satu mangkuk tubular yang diatur co-aksial. Memiliki mangkuk utama mengandung sisipan silinder yang membagi volume mangkuk menjadi serangkaian ruang annular, yang beroperasi secara seri.Imperforate basket centrifugeThe imperforata keranjang centrifuge digunakan ketika jika konten padat dari suspensi lebih tinggi. Ini terdiri dari keranjang berbentuk drum sederhana atau mangkuk, biasanya berputar di sekitar sumbu vertikal.Disk stack separatorDesain paling sederhana adalah mangkuk tertutup, yang berisi disk stack, dengan padatan mengumpul di bagian luar mangkuk, dari mana mereka harus dihilangkan secara manual setelah menghentikan rotasi. Padatan dikeluarkan dari mangkuk dengan sejumlah metode , termasuk penggunaan dasar nozel, yang terbuka terus menerus. Dalam desain yang lebih rumit nozel valved terbuka secara otomatis ketika kedalaman solid dalam mangkuk mencapai nilai tertentu, dan kemudian tutup lagi ketika sebagian besar padatan telah habis.

Disk-bowl centrifugeDisk-mangkuk sentrifugal yang umum digunakan dalam bioseparation, karena menawarkan pemisahan kontinyu. Yang ditumpuk disk kerucut memungkinkan area sedimentasi besar dalam volume yang relatif kompak. Pakan memasuki kompartemen yang sebenarnya di bagian bawah mangkuk dan perjalanan ke atas melalui kecepatan vertikal lubang pakan, mengisi ruang antara cakram. Disc mangkuk sentrifugal adalah dangkal lebar silinder bawah didorong mangkuk berputar dengan kecepatan sedang dari 6000 rpm dalam casing stasioner dari 30 cm sampai 100 cm diameter.DecanterDecanter centrifuge adalah satu-satunya centrifuge sedimentasi yang dirancang dari awal untuk menangani konsentrasi padatan yang signifikan dalam suspensi pakan. Pada saat yang sama dapat mencapai derajat klarifikasi cukup baik dari konsentrat cair. Meskipun sedikit rumit, mesin mencakup prinsip sederhana. Perbedaan kecepatan antara sekrup dan gulir memberikan gerakan menyampaikan untuk mengumpulkan dan menghapus padatan, yang menumpuk di dinding mangkuk.2. Gambar mesin dan Keterangannya

Gambar 1. Hydrocyclone

Gambar 2. Tubular-bowl centrifuge

Gambar 3. Chamber bowl centrifuge

Gambar 4. Imperforate basket centrifuge

Gambar 5. Disk stack separator

Gambar 6. Disk-bowl centrifuge1. Cylindroconical bowl2. Helical extraction screw (scroll)3. Feed4. Distributor5. Ring space6. Settled product7. Liquid level8. Drying zone9. Clarified liquid10. Adjustable tresholds

Gambar 7. Decanter

3. Prinsip dan Cara Kerja Mesin Sentrifugasi

Prinsip sentrifugasi didasarkan atas fenomena bahwa partikel yang tersuspensi di dalam suatu wadah akan mengendap ke dasar wadah karena pengaruh gravitasi. Laju pengendapan tersebut dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan pengaruh gravitasi terhadap partikel. Hal ini dapat dilakukan dengan menempatkan tabung berisi suspensi partikel ke dalam rotor suatu mesin sentrifugasi kemudian diputar dengan kecepatan tinggi. Ada dua macam prinsip sentrifugasi yang umum digunakan untuk pemisahan partikel berdasarkan atas massa jenis, ukuran, atau panjang partikel serta densitas partikel. Prinsip tersebut yaitu :1. Sentrifugasi zonalMerupakan teknik pemisahan partikel berdasarkan massa jenis. Jika partikel terdiri atas beberapa macam partikel yang berbeda ukuran atau panjangnya, maka setelah disentrifugasi partikel-partikel yang berbeda ukurannya akan terpisah pada lapisan-lapisan (zone) yang berbeda pada tabung sentrifugasi.2. Sentrifugasi keseimbangan gradien densitasDalam teknik sentrifugasi ini, partikel berada di dalam suatu cairan yang densitasnya bergradien dari atas ke bawah. Setelah disentrifugasi, partikel di dalam cairan tersebut akan berada di lapisan cairan yang densitasnya sama dengan densitas partikel tersebut. Meskipun disentrifugasi dengan kecepatan yang sangat besar, partikel tersebut tidak akan mengendap melalui lapisan cairan yang densitasnya lebih tinggi daripada partikel tersebut. Prinsip sentrifugasi semacam ini disebut sentrifugasi keseimbangan gradien densitas.

Cara kerja mesin sentrifugasi berdasarkan jenis motornya dapat dicontohkan seperti pada hydrocyclone bahan masuk secara tangensial ke bagian silinder hydrocyclone dan mengikuti jalan beredar dengan aliran udara ke dalam jaring cairan dari luar ke finder vortex pada sumbu. Bidang sentrifugal yang dihasilkan oleh kecepatan sirkulasi yang tinggi menciptakan inti udara pada sumbu yang biasanya meluas pada pembukaan keran di bagian bawah bagian kerucut melalui finder vortex untuk melimpah di atas. Agar hal ini terjadi, gaya sentrifugal harus beberapa kali lebih besar daripada yang gravitasi. Partikel yang mengalami sentrifugal akan cenderung bergerak keluar relatif terhadap cairan pembawa karena kepadatan yang relatif lebih besar. Yang lebih besar, partikel lebih berat akan bermigrasi cepat pada dinding luar bagian silinder dan kemudian akan dipaksa untuk bergerak ke bawah ke dalam dinding kerucut. Partikel kecil, di sisi lain, akan diseret ke dalam oleh cairan ketika bergerak menuju finder vortex. Pemisahan padat terjadi pada bagian dari suspensi sepanjang laras hydrocyclone, untuk membentuk bubur mengental di dinding luar, yang daripada meninggalkan hydrocyclone sebagai aliran terus-menerus dari nosel nya. Pada tubular-bowl centrifuge, secara umum, digunakan ketika medan sentrifugal yang lebih tinggi diperlukan untuk pemisahan. Tubular centrifuge dirancang untuk memisahkan persentase rendah (