alat 2 filtrasi

8/18/2019 alat 2 filtrasi

1/15

BAB III

PENUTUP

Kembali kami ucapkan terima kasih kepada ibu Ir. Luluk Edahwati, MT selaku

dosen mata kuliah Operasi Teknik Kimia yang telah meluangkan waktunya untuk membaca

makalah dari penulis. Demikian makalah mengenai Filtrasi sebagai salah satu bagian

daripada materi yang ada di dalam mata kuliah Operasi Teknik Kimia yang dapat penulis

uraikan dalam makalah ini. Apabila ada kurang maupun lebihnya kami mohon maaf yang

sebesar-besarnya.


2/15

BAB I

KAIAN TEO!I

Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya

pada medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan akan terendapkan. 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

saa cairan, padatan, atau keduanya. !uatu saat ustru limbah padatnyalah yang harus

dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Di dalam industri, kandungan padatan suatu

umpan mempunyai range dari hanya sekedar eak sampai persentase yang besar. !eringkali

umpan dimodifikasi melalui beberapa pengolahan awal untuk meningkatkan lau filtrasi,

misal dengan pemanasan, kristalisasi, atau memasang peralatan tambahan pada penyaring

seperti selulosa atau tanah diatomae. "leh karena #arietas dari material yang harus disaring

beragam dan kondisi proses yang berbeda, banyak enis penyaring telah dikembangkan,

beberapa enis akan dielaskan di bawah ini.

Fluida mengalir melalui media penyaring karena perbedaan tekanan yang melalui media

tersebut. $enyaring dapat beroperasi pada%

•

&ekanan di atas atmosfer pada bagian atas media penyaring.

• &ekanan operasi pada bagian atas media penyaring.

• 'akum pada bagian bawah.

&ekanan di atas atmosfer dapat dilaksanakan dengan gaya gra#itasi pada cairan dalam

suatu kolom, dengan menggunakan pompa atau blower, atau dengan gaya sentrifugal.

$enyaring sentrifugal didiskusikan pada seksi berikutnya pada bab ini. Dalam suatu

penyaring gra#itasi media penyaring bisa adi tidak lebih baik daripada saringan (screen)

kasar atau dengan unggun partikel kasar seperti pasir. $enyaring gra#itasi dibatasi

penggunaannya dalam industri untuk suatu aliran cairan kristal kasar, penernihan air minum,

dan pengolahan limbah cair.

Kebanyakan penyaring industri adalah penyaring tekan, penyaring #akum, atau pemisah

sentrifugal. $enyaring tersebut beroperasi secara kontinyu atau diskontinyu, tergantung

apakah buangan dari padatan tersaring tunak (steady) atau sebentar-sebentar. !ebagian besarsiklus operasi dari penyaring diskontinyu, aliran fluida melalui peralatan secara kontinu,

http://id.wikipedia.org/wiki/Partikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Cairanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kristalisasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Atmosferhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_sentrifugalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Penjernihan_airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Cairanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kristalisasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Atmosferhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_sentrifugalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Penjernihan_airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Partikel


3/15

tetapi harus dihentikan secara periodik untuk membuang padatan terakumulasi. Dalam

saringan kontinyu buangan padat atau fluida tidak dihentikan selama peralatan beroperasi.

$enyaring dibagi ke dalam ti"a "#l#n"an utama, yaitu penyaring kue (cake),

penyaring penernihan (clarifying), dan penyaring aliran silang (crossflow). $enyaring kue

memisahkan padatan dengan umlah relatif besar sebagai suatu kue kristal atau lumpur,

sebagaimana terlihat dalam *b. +..a. !eringkali penyaring ini dilengkapi peralatan untuk

membersihkan kue dan untuk membersihkan cairan dari padatan sebelum dibuang. $enyaring

penernihan membersihkan seumlah kecil padatan dari suatu gas atau percikan cairan ernih

semisal minuman. $artikel padat terperangkap di dalam medium penyaring (*b. +..b) atau

di atas permukaan luarnya. $enyaring penernihan berbeda dengan saringan biasa, yaitu

memiliki diameter pori medium penyaring lebih besar dari partikel yang akan disingkirkan.

Di dalam penyaring aliran silang, umpan suspensi mengalir dengan tekanan tertentu di atas

medium penyaring (*b. +..c). apisan tipis dari padatan dapat terbentuk di atas medium

permukaan, tetapi kecepatan cairan yang tinggi mencegah terbentuknya lapisan. /edium

penyaring adalah membran keramik, logam, atau polimer dengan pori yang cukup kecil untuk

menahan sebagian besar partikel tersuspensi. !ebagian cairan mengalir melalui medium

sebagai filtrat yang ernih, meninggalkan suspensi pekatnya. $embahasan selanutnya, suatu

penyaring ultra, unit aliran silang berisi membran dengan pori yang sangat kecil, digunakan

untuk memisahkan dan memekatkan partikel koloid dan molekul besar.

Diperoleh dari 0http%11id.wikipedia.org1w1inde2.php3title4Filtrasi5oldid467866+0

Fa k t#r $ %a k t#r &an" mempen"aruhi Filtrasi

7. Debit filtrasi (dimana debit yang terlalu besar akan menyebabkan tidak berfungsinya filter

secara efisien.)

9. Konsentrasi (konsentrasi sangat memepengaruhi efisiensi dari filtrasi. Konsentrasi air yang

sangat tinggi akan menyebabkan tersumbatnya lubang pori dari media ata akan adi clogging)+. &emperature (adanya perubahan suhu dari air yang akan di filtrasi,akan menyebabkan massa

enis , #iscositas akan mengalami perubahan. !elain itu uga akan memepengaruhi daya tarik

menarik dianatara partikel halus, sehingga teraid perbedaan dalam ukuran besar partikel

yang akan disaring.

. Kedalaman media,ukuran dan material(pemilihan media dan ukuran merupakan keputusan

penting dalam perencanaan bangunan filter. &ebal tipisnya media akan menentukan lamanya

pengaliran dan daya saring. /edia yang terlalu tebal biasanya mempunyai daya saring yang

sangat tinggi,tetapi membutuhkan waktu pengaliran yang lama)

http://id.wikipedia.org/wiki/Koloidhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Filtrasi&oldid=6196643http://id.wikipedia.org/wiki/Koloidhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Filtrasi&oldid=6196643


4/15

:. &inggi muka air di atas media dan kehilangan tekanan (keadaan tinggi muka air di atas media

berpengaruh terhadap besarnya debit atau lau filtrasi dalam media. &ersedianya muka air

yang cukup tinggi di atas media akan meningkatkan daya tekan air untuk masuk ke dalam

pori. Dengan muka pori yang tinggi akan meningkatnkan lau filtrasi).

ntuk semua proses filtrasi, umpan mengalir disebabkan adanya tenaga dorong

berupa beda tekanan, sebagai contoh adalah akibat gra#itasi atau tenaga putar. !ecara umum

filtrasi dilakukan bila umlah padatan dalam suspensi relatif lebih kecil dibandingkan


5/15

FLATE AN- F!AME FILTE!

Alat ini akan bekera berdasarkan driving force, yaitu perbedaan, tekan. Alat ini dilengkapi

dengan kain penyaring yang disebut filter cloth, yang terletak pada tiap sisi platenya. Plate

and frame filter digunakan untuk memisahkan padatan cairan dengan media berpori yang

meneruskan cairannya dan menahan padatannya. !ecara umum filtrasi, dilakukan bila umlah

padatan dalam suspense relatif kecil dibandingkan al ini merupakan kebaikan dari proses filtrasi (Closed delivery).?erdasarkan

kompresibilitasnya cake ( slurry yang menempel pada cloth) dibagi menadi dua, yakni %

. Compressible cake

Cake akan mengalami perubahan struktur apabila mengalami tekanan sehingga ruang kosong

dalam cake semakin kecil akibatnya proses penahan semakin besar dan proses filtrasi

semakin sulit.

/. Incompressible cake

Cake yang tidak mengalami perubahan ika teradi perubahan tekanan. $ada kenyataanya

kelompok ini hampir tidak ada. &etapi tekanan yang digunakan kecil maka cake dapat

dianggap incompressible cake. ntuk proses filtrasi umumnya teradi pada beda tekanan

tetap. =ika medium filter primer telah dilapisi cake dan filtrat telah enuh maka tekanan akan

bertambah sampai maksimum. Diperlukan waktu yang optimum untuk melakukan satu kali

siklus.@aktu filtrasi optimum adalah waktu filtrasi yang diperlukan agar umlah #olume

filtrat per satuan waktu maksimum, dalam filtrasi yang disebut waktu siklus adalah waktu

keseluruhan yang diperlukan untuk melakukan proses filtrasi, yang merupakan %

ts = tf + t w + tp


6/15

dengan%

ts 4 waktu siklus

tf 4 waktu filtrasi sesungguhnya

tw 4 waktu pencucian

tp 4 waktu bongkar pasang

Pen(u(ian0Washing

"ptimasi umlah air pencuci yang digunakan ke dalam slurry ditambahkan


7/15

Filtrasi digunakan untuk memisahkan campuran heterogen


8/15

tersaring terus-menerus ( steady) atau hanya sebagian. !ebagian besar siklus operasi dari

penyaring diskontinyu, aliran fluida melalui peralatan secara kontinyu, tetapi harus

dihentikan secara periodik untuk membuang padatan yang terakumulasi. Dalam saringan

kontinyu buangan padat atau fluida tidak dihentikan selama peralatan beroperasi.

/. Klasi%ikasi pen&arin"anDalam beberapa penyaringan, padatan-saring yang terbentuk merupakan medium penyaring

yang baik. ?erdasarkan gaya pendorong aliran, penyaringan dapat di klasifikasikan sebagai

berikut%

7. $enyaring gaya berat (gra#ity filters)

gra#itasi adalah sistem pengaliran air dari sumber ke tempat reservoir dengan cara

memanfaatkan energi potensial gra#itasi yang dimiliki air akibat perbedaan ketinggian lokasi

sumber dengan lokasi reservoir

9. $enyaring tekanan ($ressure filters)

!uatu mesin pres bersaringan berisi satu set plat yang didesain untuk menyediakan

serangkaian ruang atau kompartemen yang didalamnya padatan dikumpulkan. $lat-plat

tersebut dilingkupi medium penyaring seperti kan#as. umpur dapat mencapai tiap-tiap

kompartemen dengan tekanan tertentu; cairan melalui kan#as dan keluar ke pipa

pembuangan, meninggalkan padatan kue basah dibelakangnya.

+. $enyaring #akum ('acuum filters)


9/15

.$enyaring sentrifugal ( Bentrifugal filters)

$adatan yang membentuk kue berpori dapat dipisahkan dari cairan dengan penyaringan

berpusing. mpan dimasukkan ke dalam keranang berputar yang memiliki dinding bercelah

atau berlubang yang disampuli suatu medium penyaring seperti kan#as atau kain logam.

&ekanan yang dihasilkan dari gaya sentrifugal memaksa cairan melewati medium penyaring,

meninggalkan padatannya. =ika umpan yang masuk keranang 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 #akum (#acuum filter). Ketika material yang tersaring harus

dikeringkan secara berurut dengan alat pemanas, pemakaian penyaring ini dapat

dipertimbangkan sebagai langkah ekonomis.


10/15

• ?erdasarkan operasinya dibagi atas %

7. Bara batch (bertahap )

9. Bara continue (berkesinambungan)&ipe-tipe penyaring %

7) $enyaring pasir (sand filter) %

a.tangki terbuka

b.tangki tertutup

9) $enyaring tekan (filters press)%

a.$elat berongga (recessed plate)

b.$elat dan bingkai (plate and frame)

+) $enyaring C Daun ( leaf )


11/15

a. /oore

$enyaring /oore adalah penyaring daun yang orsinil. Kumpulan daun penyaring dicelupkan

dalam tangki slurry, daun penyaring dihubungkan dengan sistim produksi #akum.

b. Kelly

$enyaring ini berbentuk persegi panang, ditempatkan dalam beana silinder hori


12/15

• Filter ini dugunakan untuk proses fluida dengan kuantitas yang besar dan

mengandung sedikit padatan. Bontohnya % pada pemurnian air.

• &angki biasanya terbuat dari kayu, bata atau logam tetapi untuk pengolahan air biasa

digunakan beton. !aluran dibagian bawah yang berlubang mengarah pada filtrat,

saluran itu dilengkapi dengan pintu atau keran agar memungkinkan backwashing daridasar pasir untuk menghilangkan padatan-padatan yang terakumulasi. ?agian bawah

yang berlubang tertutup oleh batuan atau kerikil setinggi 7 ft atau lebih untuk

menahan pasir. $asir 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. ?atu kapur biasanya digunakan

untuk membersihkan cairan organik baik dalam filtrasi maupun adsorbsi.

>al yang harus diperhatikan dalam filter gra#itasi, bongkahan-bongkahan kasar (batu atau

kerikil) diletakkan bagian atas balok berpori (cake) untuk menahan materi-materi kecil yang

ada di atasnya (pasir, dll). /ateri 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.

b. Filter $elat dan ?ingkai

Filter tekanan biasanya tersusun dari pelat-pelat dan bingkai-bingkai. $ada filter ini pelat-

pelat dan bingkai-bingkai disusun secara bergantian dengan filter kain dengan arah

berkebalikan pada tiap pelat. $emasangannya dilakukan secara bersamaan sebagai kesatuan

gaya mekanik (oleh sekrup 1 secara hidrolik).

Ada beberapa macam tipe bertekanan yang menggunakan pelat dan bingkai. Eang paling

sederhana mempunyai salah satu saluran tunggal mengenali suspensi pada pencucian dan

pembukaan tunggal pada setiap pelat untuk mangalirkan cairan (pada pengiriman terbuka).

&ipe yang lain mempunyai saluran terpisah untuk membedakan suspensi dan air pencuciantetapi ada uga yang menggunakan saluran terpisah untuk memisahkan suspensi dan air

pencucian (pada pengiriman tertutup). !aluran ini biasanya terdapat di pook atau di tengah

atau tepat di tengah.

mpan suspensi masuk malalui saluran yang terbentuk dari lubang-lubang pada pook kanan

atas antara pelat dan bingkai. Dari saluran ini, suspensi masuk ke bingkai menuu ruang di

antara pelat-pelat. &ekanan pada suspensi diumpankan pada proses penekanan untuk

menghasilkan filtrat. Filtrat tersebut menuu ruang-ruang diantara kain dan pelat melalui

kain-kain dari kedua sisi pelat ke keluaran yang berupa klep atau menuu saluran kedua yang

dibentuk oleh lubang-lubang pada pook lain dari pelat dan bingkai dengan keluaran yang

didukung oleh pelat-pelat tidak oleh bingkai. ?aik keluaran melalui saluran atau melalui

keran atau klep dan pelat dilubangi atau dibuat dengan filtrat, memasuki keluaran melalui sisi pelat.

$adatan dalam suspensi berakumulasi dalam kain pada sisi sebaliknya dari pelat-pelat.

!etelah beberapa waktu sebagian kecil ruang diantara pelat tersedia untuk suspensi, dan

umpan dimatikan. =ika 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 menuu pelat pada kedua sisi. !etelah 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. !etelah pembuangan selesai, penekan ditutup

lagi dengan memberikan gaya mekanik untuk mengunci pelat dan bingkai bersamaan, dan

sebuah siklus baru filtrasi dimulai.

$encucian dapat dikeluarkan terpisah dari filtrat dengan menyediakan kedua keluaran bawahmelalui keran dan sebuah saluran terpisah pada pook lainnya dari pelat.


13/15

$encucian sederhana adalah ketika pencucian mengalir melalui cake dengan alan yang sama

seperti filtrat. kspresi Gtrhough washingH atau Ge#ery other pelate washingH membutuhkan

penggunaan dua tipe pelat yang berbeda. $elat yang bukan pencuci (satu tombol) dan pelat

pencuci (tiga tombol) diisikan dalam penekan diantara bingkai (dua tombol). mpan

memasuki bingkai seperti sebelumnya. $encucian memasuki setiap pelat dan melewati dua

cake pada bingkai di kedua sisi pelat, meninggalkan keran pada pelat bukan pencuci (satutombol). /etode ini memerlukan klep yang tertutup pada pelat-pelat (tiga tombol) ke dalam

masukan pencuci.

!emuam tipe pelat ini dapat didesain untuk mengoperasikan pada pengiriman tertutup dengan

menyediakan saluran ketiga yang dibentuk oleh lubang di sebelah pook kanan bawah pelat

dan bingkai. mpat saluran memungkinkan untuk mengoperasikan dengan menggunakan

pengiriman tertutup dengan keluaran terpisah untuk filtrat dan pencucian. mpan suspensi

masuk ke setiap bingkai melalui saluran kanan atas (tidak ada pembukaan dari saluran ini ke

pelat manapun). Filtrat meninggalkan setiap pelat menuu saluran kiri bawah bingkai penuh

dengan cake. $encucian masuk melalui saluran kiri atas ke setiap pelat menuu cake ganda di

antara bingkai pada sisi lain pelat ini dan keluar melalui saluran kanan bawah pada pelat

pengganti (satu tombol). !elama pencucian keran pada filtrat pada keluaran dan masukan pencucian tertutup.

$enekan 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.

*ambar Filter $lat

c. ?atch eaf Filter

Filter 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 !weetland), Filter daun berotasi (tipe 'alle


14/15

memberikan sirkulasi yang lebih baik antara filter daun dan untuk menaga partikel-partikel

besar dari pengendapan filtrasi dilanutkan sampai ketebalan yang diinginkan tercapai atau

filtrasi rata-rata turun secara taam.

mpan didiamkan sebentar, saluran keluaran terbuka kemudian slurry dialirkan. &ekanan

udara rendah dialirkan ke dalam tangki untuk menambahkan solution berlebih. Adanya

perbedaan tekanan akan membantu menaga cake di dalam melawan filter kain. !etelah filter kosong, tutup dapat dibersihkan atau dialiri udara berlebih untuk mengeringkan cake lebih

dulu. ntuk kelebihan fluida pencuci dikeringkan pada akhir pencucian dengan cara sama

seperti pada kelebihan slurry dan cake dialiri dengan udara. &utup dibuka dan cake dibuang

bertekanan udara.

Bontoh % pembuatan /g dari air laut.

d. Filter $ress

!uatu mesin pres bersaringan berisi satu set plat yang didesain untuk menyediakan

serangkaian ruang atau kompartemen yang didalamnya padatan dikumpulkan. $lat-plat

tersebut dilingkupi medium penyaring seperti kan#as. umpur dapat mencapai tiap-tiap

kompartemen dengan tekanan tertentu % cairan melalui kan#as dan keluar ke pipa

pembuangan, meninggalkan padatan dibelakangnya. $lat dari suatu mesin pres bersaringan dapat berbentuk persegi atau lingkaran, #ertikal atau hori


15/15

*ambar Filter $ress

$erawatan filtrasi harus dirawat secara kontinu agar umur pakai peralatan menadi lebih

panang. angkah-langkah perawatan sebagai berikut %

• /edia penyaring dibersihkan dengan diblower menggunakan udara sehingga

partikel-partikel yang ada di pori-pori penyaring tidak menempel lagi.

• Kantong penyaring untuk pembersih gas uga dibersihkan adri media padatan atau

partikel.

• $enyaring bercangkang dan berdaun uga dibersihkan dari debu dan karat sehingga

media penyaringan tersebut akan bekera secara optimum.

Persamaan (rumus) dasar laju filtrasi pada proses batch.

Keterangan %t 4 waktu atau lama filtrasi (detik)

' 4 #olume filtrat m+

Jp 4 pressure drop, 1m9

A 4 luas filter, m9

4 #iskositas, $a.s atau kg1m.s

L 4 hambatan cake, m1kg

Rm 4 hambatan filter medium terhadap

aliran filtrasi, m-7

alat 2 filtrasi

Documents

Transcript of alat 2 filtrasi