MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA FILTRASI (FIL)

Transkripsi

1 MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA FILTRASI (FIL) Disusun oleh: Joseph Bimandita Sunjoto Dr. Irwan Noezar Dr. Dendy Adityawarman Dr. Adriyan Harimawan PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014

2 DAFTAR ISI DAFTAR ISI... 2 DAFTAR GAMBAR... 3 DAFTAR TABEL... 4 BAB I PENDAHULUAN... 5 BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN Tujuan Sasaran... 6 BAB III RANCANGAN PERCOBAAN Alat dan Bahan Skema Alat Percobaan... 7 BAB IV PROSEDUR KERJA Diagram Alir Percobaan Prosedur Kerja Penggunaan Alat... 8 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A: TABEL DATA MENTAH LAMPIRAN B: PROSEDUR PERHITUNGAN LAMPIRAN C: DATA SPESIFIKASI DAN LITERATUR FIL 2

3 DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1 Skema Alat (Sumber: 7 FIL 3

4 DAFTAR TABEL Table 1. Variasi Percobaan Table 2. Data Pengamatan Table 3. Densitas dan Viskositas Air pada Berbagai Temperatur FIL 4

5 BAB I PENDAHULUAN Proses merupakan proses pemisahan padatan dari campuran fasa cair dengan driving gorce berupa perbedaan tekanan. Perbedaan tekanan tersebut menyebabkan fasa cair melewati medium filter sedangkan padatan akan tertinggal pada medium filter. banyak digunakan dalam proses-proses industri seperti industri makanan-minuman yang menggunakan filtrasi untuk memisahkan produk makanan dan minuman yang diinginkan, maupun pada industri lainnya sebagai proses pengolahan air bersih atau limbah. Dalam keberjalanannya, proses filtrasi akan menghasilkan cake padatan yang terbentuk pada media filter seiring dengan bertambahnya waktu. Cake pada media tersebut akan terus terakumulasi dan memberikan hambatan/tahanan lain pada proses filtrasi yang perlu diperhitungkan selain hambatan dari media. Untuk itu, sekarang ini telah banyak modifikasi pada teknologi filtrasi yang diterapkan di industri kimia untuk memperbaiki sifat dan karakteristik fisika dan kimiawi cake yang terakumulasi, salah satunya adalah dengan menggunakan filter aid. Metode filtrasi konvensional mudah untuk dipelajari dalam melihat resistansi spesifik medium maupun resistansi cake yang terakumulasi. Praktikum ini akan dilakukan menggunakan salah satu metode filtrasi konfensional yaitu metode plate and frame filter press. Filter terdiri atas plate and frame yang tersusun secara selang-seling, dimana frame dipisahkan dari plate dengan menggunakan filter cloth (media penyaring). Penempatan plate and frame harus tepat dan rapat untuk mencegah kebocoran dalam proses filtrasi. Oleh karena itu, plate and frame yang digunakan dipress menggunakan putaran hidrolik manual untuk memastikan kerapatan. Slurry padatan yang ingin dipisahkan didorong menggunakan udara tekan memasuki lubang pada frame-frame yang kemudian tersaring pada media filter pada jalan keluarnya. Slurry yang tertinggal dalam ruang penyaringan antara media filter pada frame akan menjadi cake sedangkan fasa cair yang telah bersih akan keluar melewati media filter. FIL 5

6 BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN 2.1 Tujuan Tujuan praktikan melakukan percobaan filtrasi adalah sebagai berikut: a. Praktikan mengetahui karakteristik filtrasi (penyaringan), khususnya hubungan waktu dengan perolehan filtrat. b. Praktikan memahami tahanan/hambatan yang terdapat pada medium filter maupun cake pada operasi penyaringan. 2.2 Sasaran Berkenaan dengan tujuan praktikum, praktikan diharapkan dapat: a. Menentukan persamaan penyaringan pada tekanan tetap. b. Menghitung tahanan medium penyaring dan tahanan spesifik padatan saring. c. Menentukan pengaruh tekanan terhadap tahanan spesifik padatan dan kekeringan padatan. FIL 6

7 BAB III RANCANGAN PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan Dalam percobaan filtrasi ini bahan yang digunakan adalah air keran dan bubuk kapur CaCO 3. Peralatan yang digunakan antara lain satu unit peralatan filtrasi plate and frame filter press, tangki suspense, kompresor, oven, gelas ukur 500 ml, stopwatch, cawan penguapan, timbangan, dan kain penyaring. 3.2 Skema Alat Percobaan Skema alat yang digunakan dalam percobaan dapat dilihat pada gambar V.1 berikut. Gambar 3.1 Skema Alat (Sumber: FIL 7

8 BAB IV PROSEDUR KERJA 4.1 Diagram Alir Percobaan Diagram alir percobaan dapat dilihat pada gambar 4.1 berikut. Gambar 4.1 Diagram Alir Percobaan 4.2 Prosedur Kerja Penggunaan Alat Hal yang pertama kali dilakukan adalah 1. Memasang alat percobaan pada sumber listrik yang sesuai 2. Membuat larutan slurry CaCO 3 dengan mencampurkan serbuk CaCO 3 dengan air di dalam tangki suspensi. 3. Tutup tangki suspensi dengan baik kemudian nyalakan agitator pada tangki suspensi. 4. Rangkat peralatan plate and frame filter press dengan kain saringan yang digunakan. FIL 8

9 5. Nyalakan kompresor untuk memberikan udara tekan dalam tangki suspensi yang mendorong slurry CaCO 3 kedalam filter. 6. Catat volum dan waktu untuk data. 7. Bongkar kembali plate and frame pada filter dan keruk cake yang terbentuk untuk ditimbang. 8. Masukan cake tersebut kedalam oven untuk dikeringkan, kemudian timbang kembali cake yang telah kering tersebut. Hal ini dilakukan pada tiap variasi jenis media filtrasinya. Variasi juga dapat dilakukan dalam bentuk tekanan yang diberikan sesuai dengan arahan dari pembimbing. FIL 9

10 DAFTAR PUSTAKA Geankoplis, C.J., (1993), Transport Process and Unit Operations, 2 nd Edition, Boston : Allyn and Bacon Inc. Larian, M.G., 1958, Fundamentals of Chemical Engineering Operations: Prentice Hall, Inc. Mc Cabe, W.L., (1993), Unit Operation of Chemical Engineering, 5 th Edition, Singapore: Mc- Graw Hill Book Co. FIL 10

11 LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH Pada lampiran ini ditunjukkan contoh tabel data praktikum yang dapat diisi beberapa variasi yang mungkin dilakukan, namun variasi ini bersifat tidak tetap bergantung pada penugasan dari dosen yang terkait. Table 1. Variasi Percobaan Run 1 Run 2 Run 3 Run 4 Run. Jenis media penyaring Jeans Jeans Jeans Jeans % padatan (W/W) Putaran motor (RPM) P (psig) Jumlah Plate & Frame Luas Frame (m 2 ) Massa cawan kosong (g) Massa cawan + cake basah (g) Massa cawan + cake kering (g) Table 2. Data Pengamatan Run 1 Run 2 Run 3 Run 4 Run. t (s) V (ml) t (s) V (ml) t (s) V (ml) t (s) V (ml) t (s) V (ml) FIL 11

12 t/v (s/m 3 ) Laboratorium Instruksional Teknik Kimia LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN Pengolahan data yang diperlukan pada percobaan ini dapat dilakukan dengan mengikuti langkah berikut : 1. Siapkan tabel t, V dan t/v t (s) V (m 3 ) t/v (s/m 3 ) Karakteristik y = x R² = V (m 3 ) 2. Membuat Grafik Karakteristik FIL 12

13 Slope = Kp 2 ; Intercept = B 3. Melakukan Perhitungan a. Rasio Cake m = berat cake basah berat cake kering b. Konsentrasi cake kering yang terakumulasi Dimana Cs = ρ. Cx 1 m. Cx Cx = fraksi massa padatan dalam slurry ρ = densitas filtrate c. Luas permukaan filtrasi Luas permukaan filtrasi diasumsikan sama dengan luas frame A = Luas bujur sangka 2 luas lingkaran d. Resistansi spesifik bahan (α) α = Kp. A2. ( P) μ. Cs FIL 13

14 Dimana Kp/2 = slope grafik t/v terhadap V e. Resistansi spesifik cake (R m ) Rm = Dimana B = intercept grafik t/v terhadap V A. B. ( P) μ FIL 14

15 LAMPIRAN C DATA SPESIFIKASI DAN LITERATUR Table 3. Densitas dan Viskositas Air pada Berbagai Temperatur Temperatur (oc) Densitas (kg/m3) Viscositas (kg/m.s) FIL 15