LAPORAN PRAKTIKUMLABORATORIUM TEKNIK KIMIA

MODUL: Filter Testing UnitPEMBIMBING : HeriyantoPraktikum: 9 Oktober 2014Penyerahan: 23 Oktober 2014(Laporan)

Oleh :Kelompok: IV (empat)Nama: 1. Neng Herta RosmayantiNIM.131411043 2. Raden Yova Salza FNIM.131411045 3. Rifaldi HadiansyahNIM.131411046 4. Risma RegiyantiNIM.131411047Kelas : 2B

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2014BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangOperasi filtrasi adalah operasi yang bertujuan memisahkan padatan dari cairan dalam campuran padat-cair (slurry) dengan cara melewatkan umpan slurry ke dalam media filter. Daya dorong (driving force) pada proses filtrasi adalah beda tekanan umpan slurry masuk dan tekanan filtrat keluar media filter (-P). Slurry akan dipisahkan menjadi padatan (cake) yang menempel pada media filter dan cairan (filtrate) keluar dari media filter. Untuk proses filtrasi dari slurry yang banyak mengandung air, proses filtrasi ini bertujuan untuk mengurangi kadar air (dewatering). Proses filtrasi dilakukan apabila proses pemisahan campuran padatan-cairan tidak dapat dilakukan dengan proses sedimentasi gravitasi atau kecepatan pengendapan partikel padatnya lambat. Operasi filtrasi termasuk salah satu dari proses klasifikasi pemisahan secara fisik-mekanik (classification of mechanical-physical separation process). Dalam operasi filtrasi menggunakan Filter Testing Unit dilakukan secara batch pada tekanan konstan dengan metode vakum. Aplikasi proses filtrasi secara komersial di industri, digunakan secara luas pada pabrik bahan makanan, obat-obatatan, kertas dan pengolahan limbah industri. Dalam pengolahan limbah industri digunakan untuk mengurangi kadar air, sehingga diperoleh produk cairan jernih dan padatan, selanjutnya produk padatan dikeringkan.

1.2 Tujuan Percobaan1. Menghitung tahanan spesifik ampas ( )2. Menghitung tahanan amapas ( Rc )3. Menghitung tahanan filter medium ( Rm )4. Menghitung laju filtrasi filtrate ( dV/dt )5. Menghitung waktu filtrasi selama 1 siklus ( t )

BAB IILANDASAN TEORI2.1 Filter Testing UnitSalah satu peralatan filtrasi batch yang penting adalah Filter Testing Unit, yang ditunjukkan oleh gambar 1, terdiri dari frame berisi filter media (filter cloth). Filter Testing Unit bergantung pada luas filter dan tekanan vakum yang digunakan. Umpan slurry dipompa dengan pompa peristaltik dan dialirkan melalui filter dalam tangki yang divakum pada bagian filtrat keluar. Filtrat mengalir melewati media filter yang divakum dan padatan menempel pada media filter. Satu siklus proses filtrasi sudah selesai, apabila pori-pori media filter pada frame sudah penuh (tertutup) oleh padatan.

Gambar 1 : Proses filtrasi didalam Filter Testing Unit

Keterangan gambar :1. Motor Pengaduk tangki Umpan Slurry 2. Tangki Umpan Slurry3. Pompa Umpan Slurry 4. Frame dan Media Filter 5. Tutup Tangki untuk Filtrasi6. Tangki untuk Filtrasi dan Penampung filtrat7. Vacuum gage

2.2 Dasar Teori Proses Filtrasi Batch Pada Tekanan Konstan

(2-1)Dimana : Kp dalam (s/m6) (SI) dan B dalam (s/m3) (SI)(2-2)(2-3)

Grafik hubungan :

Gambar 2 : Grafik hubungan dt/dV panda filtrasi tekanan tetap

Untuk tekanan konstan, konstan dan cakeyang tidak dapat dimampatkan (incompressible), maka variabelnya hanya V dan t, sehingga integrasi :(2-4)

(2-5)

(2-6)

Grafik hubungan :

Intersep = B

Gambar 3 : Grafik hubungan t/V panda filtrasi tekanan tetap

Dimana V adalah volume filtrate (m3) selama waktu t (s)Dari data percobaan dibuatgrafik dt/dV vs V (gambar 4), dimana dt/dV fungsi linier dari Vatau, t/V vs V (gambar 5), dimana t/V fungsi linier dari V. Tahanan spesifik ampas () dicari dari koefisien arah (slope) = Kp dan tahanan media filter (Rm) dari intersep = B (gambar 4) atau,tahanan spesifik ampas () dicari dari koefisien arah (slope) = Kp/2 dan tahanan filter medium (Rm) dari intersep = B (gambar 5).

Laju Filtrasi (dV/dt) Variabel-variabel yang mempengaruhi laju filtrasi : Beda tekanan aliran umpan masuk dan tekanan filtrate keluar filter (-P) Viskositas cairan () Luas media filter/frame (A) Tahanan cake (Rc) Dan tahanan medium filter(Rm)

(2-7)

III. PERCOBAAN3.1 Susunan alat yang digunakan

Gambar 4 : Susunan alat yang digunakan

3.2 Alat bantu yang digunakan :1. Kunci pas/shock2. Stop Watch3. Mistar/penggaris

3.3 Bahan yang digunakan :1. Air (H2O) (1 m3)2. Kapur (CaCO3) atau padatan lain (15 kg)

3.4 Prosedur Kerja1. Lepas tutup tangki filtrasi dengan membuka baut penutup2. Pasang media filter pada frame3. Rapatkan sambungan tutup dan tangki filtrasi dengan mengencangtkan bautnya4. Isi tangki slurry dengan air sampai volumenya 80%5. Ukur diameter tangki, tinggi air dalam tangki, dan hitung volume air dalam tangki slurry6. Ukur densitas air dan hitung berat air dalam tangki slurry7. Buat slurry (kapur dalam air) dalam tangki slurry dengan konsentrasi 1 kg padatan/100 liter air (tergantung pembimbing)8. Hitung berat kapur yang dibutuhkan9. Timbang kapur yang dibutuhkan10. Masukan kapur yang dibutuhkan dalam tangki slurry dan aduk dengan motor pengaduk sampai homogen11. Hidupkan pompa12. Buka katup (valve) umpan slurry dengan bukaan tertentu (tergantung pembimbing) dan katup produk filtrat dengan bukaan penuh13. Baca tekanan umpan slurry masuk dan tekanan filtrat keluar pada Manometer Vacuum Gauge14. Catat volume filtrate dan waktu yang dibutuhkan untuk menampung filtrate setiap volume tertentu secara kumulatif15. Operasi filtrasi sudah selesai, apabila sudah tidak ada filtrate yang keluar dari filter atau tidak usah menunggu sampai selesai, cukup ambil 10 data waktu dan volume filtrate secara kumulatif)16. Matikan pompa dan tutup s katup17. Lepas/bongkar filter dari frame dan cuci filter18. Ulangi prosedur 1-18 dengan operasi tekanan yang berbeda.Tabel Data

NoV (m3)t (s)

(-P)(0,12 bar)(-P)(0,1 bar)

10,5 x 10-3185114

21,0 x 10-3484254

31,5 x 10-3798359

42,0 x 10-31160479

52,5 x 10-31287617

63,0 x 10-31408755

73,5 x 10-31530888

84,0 x 10-316551014

94,5 x 10-317831152

105,0 x 10-319211279

115,5 x 10-323131487

126,0 x 10-3Filtrat tidak mencapai volume 0,006Filtrat tidak mencapai volume 0,006

Menentukan harga Kp dan B untuk masing-masing tekanan dengan menggunakan grafik t/V terhadap V1. P = 0,12 bar = 0,12 kg/m.s2Volume filtrat( m3 )Waktu t (s)Waktut (kumulatif)t/V( s/m3)

0,0005185185370000

0,0010484669669000

0,00157981467978000

0,0020116026271313500

0,0025128739141565600

0,0030140853221774000

0,0035153068521957714,29

0,0040165585072126750

0,00451783102902286666,67

0,00501921122112442200

Persamaan grafik t/V vs V pada P tetap Persamaan grafik t/V vs V pada P = 0bar y = 5x108 x + 28640Jadi, Kp = 2 x 5x108 = 1.109B = 28640

2. P = 0,1 bar = 0 kg/m.s2Volume filtrat( m3 )Waktu t (s)Waktut (kumulatif)t/V( s/m3)

0,0005114114228000

0,0010254368368000

0,0015359727484666,667

0,00204791206603000

0,00256171823729200

0,00307552578859333,333

0,00358883466990285,714

0,0040101444801120000

0,0045115256321251555,56

0,0050127969111382200

Persamaan grafik t/V vs V pada P tetap Persamaan grafik t/V vs V pada P = 0bar y = 3.108x + 10024Jadi, Kp = 2 x 3x108 = 6.108 B = 10024

LampiranNilai yang diketahui :a) Luas total medium filter (A)d = 20 cm = 0,2 mr = 10 cm = 0,1 mA = r2= 3,14 (0,1 m)2= 0,0314 m2b) Viskositas filtrat air air pada 25oC = 1,0 x 10-3 Pa s = 1,0 x 10-3 dyn s/cm2 = 0,1 cp = 1,0 x 10-3 kg/m sc) Konsentrasi slurry (CS)massa bubuk kapur= 0,3 kgVolume air= 6 L = 6 x 10-3 kg/m3Cs= x= x = 50

a) Harga tahanan cake () dan tahanan medium filter (Rm) untuk masing-masing tekanan

1. P = 0,12Persamaan grafik t/V vs V pada P tetap Persamaan grafik t/V vs V pada P = 0bar y = 5x108 x + 28640jadi,Kp = 2 x 5x108 = 1.109 B = 28640 Menentukan tahanan spesifik cake ()

Menentukan tahanan cake (Rc)

Menentukan tahanan medium filter (Rm)

Menentukan laju filtrasi (dV/dt)

2. P = 0,1

Persamaan grafik t/V vs V pada P tetap Persamaan grafik t/V vs V pada P = 0bar y = 3.108x + 10024jadi,Kp = 2 x 3x108 = 6.108 B = 10024 Menentukan tahanan spesifik cake ()

Menentukan tahanan cake (Rc)

Menentukan tahanan medium filter (Rm)

Menentukan laju filtrasi (dV/dt)