MAKALAH BIOSEPARASI FILTRASI NAMA NIM RAJIAN SOBRI REZKI 100405030 NOFRIKO PRATAMA 100405046 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
1. Definisi Filtrasi Dalam makalah ini, kita akan berusaha memahami filtrasi, prinsip-prinsipnya, dan segala hal lain berkaitan dengan filtrasi yang sepatutnya kita ketahui dalam kaitannya dengan bidang keteknikkimiaan. Pertama-tama, mari kita mulai dengan definisi. Filtrasi adalah proses pemisahan dari campuran heterogen yang mengandung cairan dan partikel-partikel padat dengan menggunakan media filter yang hanya meloloskan cairan dan menahan partikel-partikel padat. Proses filtrasi yang sederhana adalah proses penyaringan dengan dengan media filter kertas saring. Kertas saring kita potong melingkar jika masih bentuk lembaran empat persegi panjang atau kubus, jika telah berbentuk lingkaran lipat dua, sebanyak tiga atau empat kali. Selanjutnya buka dan letakkan dalam corong pisah sehingga tepat melekat dengan corong pisah. Tuangkan campuran heterogen yang akan dipisahkan, sedikit demi sedikit, kira-kira banyaknya campuran tersebut adalah sepertiga dari tinggi kertas. Lakukan berulang-ulang, sehingga kita dapat memisahkan partikel padat dengan cairannya. Hasil filtrasi adalah zat padat yang disebut residen dan zat cairnya disebut dengan filtrate (Zulfikar, 2011). Filtrasi adalah proses pemisahan dari campuran heterogen yang cairan dan partikel-partikel padat dengan menggunakan media filter yang hanya meloloskan cairan dan menahan partikel-partikel padat. Pada industri, filtrasi ini meliputi ragam operasi mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari saringan mungkin saja cairan, padatan, dll (Geankoplis, 1987). 2. Klasifikasi Filtrasi Berdasarkan tempat, filtrasi dapat dibedakan menjadi dua, yakni : a) Penyaringan permukaan yaitu jika bahan padat tertahan akibat kerja ayakan dari material penyaring. Hal ini terjadi, jika ukuran partikel bahan padat memiliki garis tengah yang lebih besar dari pada pori penyaring (Rakesh, 2010). Penyaringan permukaan mutlak menjamin bahwa partikel dengan garis tengah lebih besar daripada lebar lubang penyaring tidak akan turun masuk kedalam
filtrate dan tidak akan terjadi kehilangan zat dalam jumlah yang berarti. Karena itu material penyaring akan relatif cepat tersumbat (Kurniawan, 2012). b) Penyaringan kedalaman yaitu suatu partikel bahan padat tidak tertahan pada permukaan penyaring, tetapi di bagian dalam matriks, artinya teradsorpsi pada bagian dalam pori yang berliku (Rakesh, 2010). Keuntungan penyaringan kedalaman adalah tingginya volume penyaring sehingga memudahkan pengamatan tingginya tingkat pencemaran dari penyaring. Keburukannya adalah adanya kehilangan bahan dan pelepasan material penyaring (ion asing, serabut) (Kurniawan, 2012). 3. Filtrasi konvensional Proses filtrasi yang sederhana adalah proses penyaringan dengan dengan media filter kertas saring. Kertas saring kita potong melingkar jika masih bentuk lembaran empat persegi panjang atau kubus, jika telah berbentuk lingkaran lipat dua, sebanyak tiga atau empat kali. Selanjutnya buka dan letakkan dalam corong pisah sehingga tepat melekat dengan corong pisah. Tuangkan campuran heterogen yang akan dipisahkan, sedikit demi sedikit, kira-kira banyaknya campuran tersebut adalah sepertiga dari tinggi kertas. Lakukan berulang-ulang, sehingga kita dapat memisahkan partikel padat dengan cairannya. Hasil filtrasi adalah zat padat yang disebut residen dan zat cairnya disebut dengan filtrat. Kelemahan kertas saring : 1. Dapat rusak oleh asam dan basa kuat 2. Kekuatan mekanisnya kurang dan mudah sobek jika terkena pengaduk sehingga bocor dan mengotori endapan karena serat-seratnya terbawa, terutama untuk penyaringan vakum agak menyulitkan 3. Dapat mengadsorbsi bahan-bahan dari larutan yang disaring 4. Untuk gravimetric perlu di bakar habis karena tidak dapat di keringkan sampai mencapai bobot tetap
Keuntungan kertas saring: 1. Murah, mudah di dapat, efesiensi penyaringan tinggi di sebabkan antara lain karena permukaannya yang luas, teknik dan peralatan penunjangnya sederhana. 2. Untuk kecepatan penyaringan tersedia kertas dengan pori- pori halus medium, dan kasar. 3. Untuk menyaring di gunakan corong dengan kerucut bersudut 60 derajat. Endapan yang akan dipijarkan harus di saring dengan kertas saring tak berabu (Eugene, 1974). Proses pemisahan dengan cara filtrasi konvensional dengan kertas saring dapat kita bedakan berdasarkan adanya tekanan dan tanpa tekanan. Pemisahan ini sangat cocok untuk campuran heterogen dimana jumlah cairannya lebih besar dibandingkan partikel zat padatnya (Eugene, 1974). (Pemisahan dengan kertas saring tanpa tekanan) Proses pemisahan dengan tekanan, umumnya dengan cara di vakumkan (disedot dengan pompa vakum). Proses pemisahan dengan teknik ini sangat tepat dilakukan, jika jumlah partikel padatnya lebih besar dibandingkan dengan cairannya (Eugene, 1974). (Gambar Pemisahan dengan cara meningkatkan tekanan)
4. Filtrasi Modern Dalam proses filtrasi modern ada 3 jenis komponen, yaitu: Filter Medium Filter Bahan penolong Filtrasi 1. Filter Filter dapat dikelompokkan menjadi dua golongan : yang pertama adalah filter klarifikasi (clarifying filter) dan filter ampas (cake filter). 1.1. Filter klarifikasi Filter ini dikenal juga sebagai filter hamparan tebal (deep bed filter), karena partikel-partikel zat padat diperangkap di dalam medium filter dan biasanya tidak ada lapisan zaat padat yang terlihat dari permukaan medium. Filter ini biasanya digunakan untuk memisahkan zat padat yang kuantitasnya kecil dan menghasilkan gas yang bersih atau zat cair yang bening, seperti minuman. Klarifikasi berbeda dengan penapisan karena pori medium filter ini jauh lebih besar dari diameter partikel yang harus dipisahkan. Partikel-partikel itu ditangkap oleh gaya-gaya permukaan dan dibuat tidak bias bergerak di dalam saluran aliran, dan walaupun mengakibatkan diameter efektif saluran itu menjadi lebih kecil, namun biasanya tidak sampai menyebabkan saluran itu buntu (McCabe, 1990). (Gambar deep bed filter )
1.2. Filter Ampas (Cake Filter) Filter ampas digunakan untuk memisahkan zat padat yang kuantitasnya besar dalam bentuk kristal atau lumpur ataupun ampas. Biasanya filter ini diperlengkapi untuk pencucian zat padat dan untuk mengeluarkan sebanyakbanyaknya sisa zat cair dari zat padat itu sebelum zat padat itu dikeluarkan dari filter. Medium filter pada filter ini relatif lebih tipis dibandingkan dengan yang digunakan dalam medium filter klarifikasi. Pada awal filtrasi sebagian partikel padat masuk ke dalam pori medium dan tidak dapat bergerak lagi, tetapi segera setelah itu bahan itu terkumpul pada permukaan septum. Setelah periode pendahuluan yang berlangsung beberapa saat itu, zat padat itulah yang melakukan filtrasi, bukan septum lagi. Ampas itu terlihat mengumpul sampai ketebalan tertentu pada permukaan itu dan harus dikeluarkan secarra berkala atau teratur setelah penggunaan atau sewaktu-waktu dikeluarkan apabila diperlukan (McCabe, 1990). (Gambar Cake Filter) Jenis dari filter kempa antara lain adalah: Filter kempa (press filter) Filter selongsong dan daun (sheel and leaf filter) Filter plat dan bingkai (plate and frame filter) (Geankoplis, 1987). 2. Medium Filter Suatu medium filter (septum) pada setiap filter harus memenuhi syarat antara lain: Harus dapat menahan zat padat yang akan disaring dan menghasilkan filtrat yang cukup jernih. Tidak mudah tersumbat. Harus tahan secara kimia dan kuat secara fisik dalam kondisi proses.
Harus memungkinkan penumpukan ampas dan pengeluaran ampas secara total dan bersih. Tidak boleh terlalu mahal (cost effective) Dalam proses filtrasi di industry medium filter yang banyak digunakan adalah kain kanvas. Untuk zat cair yang bersifat korosif digunakan medium filter lain seperti kain wol, tenunan logam monel atau baja tahan karat, tenunan gelas. Kain sintetis seperti nilon, polipropilene, saran dan darcon termasuk bahan yang sangat tahan secara kimia (Geankoplis, 1987). 3. Bahan Penolong Filtrasi Berupa zat padat yang sangat halus, dapat membentuk ampas yang rapat dan impermeable yang dapat menyumbat medium filtrasi. Bahan yang termasuk antara lain seperti tanah diatom, silica, perlit, selulosa kayu yang dimumikan atau bahan-bahan padat lain yang tidak bereaksi (inert). Penambahan bahan penolong filtrasi (filter aid) dapat membantu memperlancar proses filtrasi serta mempertinggi umur dari medium filtrasi dan dapat menghilangkan zat warna serta bau yang terdapat dalam cairan. Terdapat cara lain untuk penggunaan filtrasi aid, yaitu dengan cara membuat lapisan pendahuluan. Lapisan pendahuluan adalah mengedepankan suatu lapisan bahan penolong filtrasi terlebih dahulu di atas medium filter sebelum melakukan filtrasi. Dengan cara ini dapat mencegah pembuntuan medium filter dan menghasilkan filtrate yang lebih baik (Geankoplis, 1987).
DAFTAR PUSTAKA Eugene L. Parrott, 1974, Pharmaceutical Technology, Minneapolis : Burgess Publishing Company. Geankoplis, C.J.,?Transport Process and Unit Operations?,Second Edition, Allyn and Baccon Inc., 1987, Hal : 746. Kurniawan, Wahyu Dhadang.2012.teknologi sediaan farmasi. Laboratorium farmasetika Unsoed. Purwokerto. McCabe W.L., Smith J.C., and Harriot P,?Operasi Teknik Kimia?, Edisi keempat, Jilid II, Erlangga, Jakarta, 1990, Hal : 394. Rakesh Patel, Devarshi Shah, Bhupendra G. Prajapti and Manisha Patel.2010. Overview of industrial filtration technology and its applications vol 3. Ganpat University, Ganpat Vidyanagar, Kherva, Mehsana-Gozaria Highwa Mehsana, Gujarat, India. Bhupalaka. 2010. Bab 7UnitFiltrasi..bhupalaka.files.wordpress.com/2010/12/filter_cepat.pdf