ALAT SENTRIFUGASI
ALAT SENTRIFUGASI
SecSecara ara umumum um sensentriftrifugaugasi si adaadalah lah proproses ses pempemisahisahan an dendengan gan menmengguggunaknakan an gaygayaa sentrif
sentrifugal. Sentrifugaugal. Sentrifugasi si digudigunakan untuk nakan untuk memimemisahkan suspensi sahkan suspensi yang jumlahnyyang jumlahnya a sedikisedikit.t. Pemisahan dapat dilakukan terhadap fasa padat cair tersuspensi maupun campuran berfasa Pemisahan dapat dilakukan terhadap fasa padat cair tersuspensi maupun campuran berfasa cair-cair. Pada pemisahan dua fasa cair dapat dilakukan apabila kedua cairan mempunyai cair-cair. Pada pemisahan dua fasa cair dapat dilakukan apabila kedua cairan mempunyai perbedaan
perbedaan rapat rapat massa. massa. Semakin Semakin besar besar perbedaan perbedaan rapat rapat massa massa dari dari kedua kedua cairan cairan semakinsemakin muda
mudah h dipisdipisahkan dengan ahkan dengan cara cara sentrisentrifugasifugasi. . SemakSemakin in mudmudah ah dipisadipisahkan yang hkan yang dimakdimaksudsud adalah semakin kecil energi yang diperlukan untuk proses pemisahannya. Dua cairan yang adalah semakin kecil energi yang diperlukan untuk proses pemisahannya. Dua cairan yang dipisa
dipisahkan dengan metode sentrifugahkan dengan metode sentrifugasi si biasanbiasanya berbentuk dua ya berbentuk dua fasa cair fasa cair yanyang g teremuteremulsi.lsi. Proses sentrifugal adalah suatu proses yang relatif sulit karena disini kita dihadapkan pada Proses sentrifugal adalah suatu proses yang relatif sulit karena disini kita dihadapkan pada pengaturan
pengaturan percepatan percepatan dan dan perlambatan perlambatan dari dari beban beban yang yang memiliki memiliki inertia inertia yang yang tinggi tinggi dandan berubah
berubah pada pada setiap setiap tahapan tahapan dalam dalam satu satu siklus siklus operasional operasional sebuah sebuah mesin mesin sentrifugal. sentrifugal. AlatAlat yang digunak
yang digunakan an adalah alat adalah alat sentrisentrifugasifugasi. . PrinsiPrinsip p sentrisentrifugasi adalah pemusingan yang cepatfugasi adalah pemusingan yang cepat meng
menghasilkhasilkan an gaya sentrifugal lebih gaya sentrifugal lebih besar dari besar dari gaya grafitasi, gaya grafitasi, akibaakibatnytnya a partikpartikel-partel-partikelikel tersuspensi akan mengendap di dasar tabung, selanjutnya filtrat di dekantasi (dituang atau di tersuspensi akan mengendap di dasar tabung, selanjutnya filtrat di dekantasi (dituang atau di pipet secara hati-hati).
pipet secara hati-hati). Alat sentrifug
Alat sentrifugasi ini asi ini dapat dibagi menjaddapat dibagi menjadi i jenis jenis berdasaberdasarkan hasil yang rkan hasil yang didapdidapatkan,atkan, yaitu !
yaitu ! ".
". AlaAlat t sentsentrifrifugaugasi si filtfiltrasi rasi (pe(pengengendandapanpan)) .
. AlaAlat sentrit sentrifugfugasi penasi penjernjernih (Dekih (Dekantanter, klaer, klarifirifier)er)
1.
1. AlaAlat t sensentritrifugfugasi asi filfiltratrasisi
Alat jenis ini biasanya digunakan untuk memisahkan campuran padatan dan cairan Alat jenis ini biasanya digunakan untuk memisahkan campuran padatan dan cairan dengan padatan yang lebih banyak dibandingkan cairannya.
dengan padatan yang lebih banyak dibandingkan cairannya.
Prinsip pemisahan untuk alat ini adalah campuran padat# cair dimasukkan ke dalam Prinsip pemisahan untuk alat ini adalah campuran padat# cair dimasukkan ke dalam sebuah tromol yang dilengkapi dengan dinding saring. Pada $aktu memutar, at cair didorong sebuah tromol yang dilengkapi dengan dinding saring. Pada $aktu memutar, at cair didorong keluar, sedangkan padatan tetap tinggal di dalam dinding saring tromol. %adi disini sentrifugal keluar, sedangkan padatan tetap tinggal di dalam dinding saring tromol. %adi disini sentrifugal berfungsi sebagai penyaring (filtrasi).
berfungsi sebagai penyaring (filtrasi).
Alat sentrifugasi filtrasi yang paling sederhana terdiri dari sebuah keranjang ayak Alat sentrifugasi filtrasi yang paling sederhana terdiri dari sebuah keranjang ayak yang berputar cepat di dalam sebuah rumah keranjang bagian dalam dilapisi dengan mdia yang berputar cepat di dalam sebuah rumah keranjang bagian dalam dilapisi dengan mdia filter (kain saringan). &eranjang dapat digerakk
filter (kain saringan). &eranjang dapat digerakkan# diputar secara an# diputar secara listrik atau hidraulik. Alatlistrik atau hidraulik. Alat ini bisa dipasang secara 'ertikal atau horiontal.
ini bisa dipasang secara 'ertikal atau horiontal.
a.
a. PePerforforarateted d babaskesket t cencentritrifufugege Per
Perforforated ated basbasket ket adaadalah lah salasalahh satu contoh alat
dipasang secara 'ertikal. Perforated basket merupakan alat setrifugal filtrasi yang sederhana dan bekerja secara tak kontinu, terdiri dari keranjang ayak yang berputar cepat dalam sebuah rumah. Alat ini dapat di pasang secara tegak, di dalam keranjang ayak di pasang kain saring (media filter).
Perforated basket mempunyai lubang dengan diameter "# - *#"+ inci, dengan jarak antar lubang - *# inci, tebal dinding perforated basket inci dengan diameter "- inci (yang standart * inci). &ecepatan putarannya sebesar -" rpm dan kapasitasnya dapat melebihi " lb.
&eranjangnya dapat terbuat dari baja, stainless steel atau brass. Sentrifugal jenis ini banyak di pakai untuk slurry yang 'iscous (industri gula, tekstil, benang).
/ambar "." Perforated 0asket 1entrifuge
1A2A &32%A!
4 menit permulaan, sentrifugal diputar hingga kecepatan 5 rpm, lalu slurry di masukkan, dan perputaran dinaikkan menjadi "5 rpm. &arena adanya putaran, padatan (kue) akan tertinggal pada keranjang ayak sedang filtratnya masuk ke dalam rumah dengan menembus kain filter dan lubang lubang keranjang ayak, filtrat kemudian keluar melalui pipa pembuangan. Setelah beberapa $aktu (kue membentuk ketebalan tertentu) pemasukan slurry dihentikan sebelum kue dikeluarkan seringkali kue yang terbentuk memerlukan pencucian (alat masih tetap berputar). Pada proses ini, cairan pencuci dipercikkan secara merata di atas kue. Setelah pencucian selesai, perputaran dihentikan dan kue dikeluarkan. 1ara pengeluarannya bisa dengan tangan atau dengan bantuan pisau pengeruk atau bisa juga
Satu cycle operasi kira-kira " menit, dan setelah menit menjadi kosong dan siap operasi kembali.
6ujuan pengisian slurry pada kecepatn 5 rpm adalah jika pada perputaran "5 rpm, maka nanti kristalnya akan pecah# menjadi lebih halus. Dan jika pada perputaran "5 rpm, cakenya sudah bisa menempel.
b. Ter meer centrifuge with pusher (alat sentrifugasi sorong)
Alat ini termasuk dalam jenis alat sentrifugasi perforated basket yang dilengkapi dengan pusher (alat pendorong) untuk mengeluarkan kue sehingga alat bisa bekerja secara terus-menerus (kontinu). 7kuran basket biasanya berdiameter * inci dengan panjang pusher " inci. &arena alat bekerja secara kontinu, maka kapasitasnya besar dengan pergerakan pusher "5-* kali per menit.
1A2A &32%A !
1orong pengumpan dan keranjang ayak berputar, sedangkan rumah kue dan rumah filtrat tidak berputar. 8elalui sebuah pipa saluran, slurry masuk ke corong pengumpan yang dipasang pada lantai sorong kemudian terdistribusi secara merata di dalam tromel. 9iltrat dilontarkan dengan gaya sentrifugal menembus celah dan meninggalkan rumah sentrifugasi melalui sebuah lubang tersendiri. &ue filter yang terbentuk terba$a ke bagian tepi keranjang
karena gerakan kian kemari dari pusher dan jatuh keluar melalui pipa pembuangan. Pencucian kue filter yang se$aktu-$aktu diperlukan dapat dilakukan di dalam tromel yang dapat digerakkan secara aksial, berselingan dengan bagian yang diam di tempat.
Alat sentrifugasi sorong adalah jenis alat filtrasi yang dapat dipakai untuk produk- produk berbentuk kristal kasar yang mudah difiltrasi, yang tidak usah dicuci atau hanya perlu
dibersihkan sekedarnya, biasanya sering digunakan di pabrik-pabrik gula atau garam.
c. Ter meer universal centrifuge
Sentrifugal ini sebenarnya merupakan sentrifugal semi kontinu, karena dalam operasinya mengalami pemberhentian aliran feed (slurry) tetapi alat masih tetap berputar. &ontruksi alatnya sama dengan perforated basket centrifugal, tetapi diletakkan secara horiontal dimana pemasukan slurry dan pengeluaran kue dilakukan dari samping, pengeluaran kuenya menggunakan pisau penggaruk.
1A2A &32%A
9eed# slurry dimasukkan pada saat basket dalam keadaan berputar. &arena adanya putaran, kue akan tertahan dan mengendap pada kain saringan, sedang filtrat menembus kain
saringan dan keluar le$at pipa pengeluaran untuk filtrat.
Setelah beberapa $aktu (kue mencapai ketebalan tertentu), pemasukan feed dihentikan. &emudian dilakukan pencucian (sentrifugal tetap berputar). Setelah pencucian selesai, perputaran dikurangi kecepatannya. &emudian kue dikeluarkan dengan pisau penggaruk dan langsung masuk ke pipa pengeluaran.
&erugian pada alat sentrifugasi yang mempunyai pisau penggaruk adalah hanya bahan yang berbentuk pasir dan tidak melekat yang dapat dikeluarkan. Di samping itu, setiap kali terdapat lapisan kue yang tersisa pada kain filter. :apisan ini pada saat-saat tertentu harus dikeluarkan dengan tangan. %ika tidak, dapat mengurangi daya filtrasi.
2. Alat sentrifugasi penjernih
Alat jenis ini dapat digunakan untuk memisahkan cair# cair atau cair# cair dengan sedikit endapan, dimana cair# cair tersebut tidak saling larut (ada perbedaan densitas) dan alat ini bisa beroperasi secara kontinu.
0erbeda dengan alat sentrifugasi penyaring# filtrasi, tromol maupun rotor pada alat sentrifugasi penjernih dibuat bermantel penuh. Prinsipnya! pada alat ini pemisahan terjadi
pada arah radial, sehingga karena percepatan yang besar, partikel berat membentuk lapisan yang terluar dan partikel yang lebih ringan ada di lapisan dalam.
a. Disk centrifuge (sentrifugasi piring)
Alat sentrifugasi piring sangat efektif untuk pemisahan beberapa campuran li;uida dan campuran li;uida yang mengandung sedikit padatan. 0entuknya menyerupai silinder yang bulat dengan diameter < inci yang mempunyai sumbu berputar yang 'ertikal. Di dalam
alat ini terdapat sejumlah besar piring berbentuk kerucut yang disusun satu diatas yang lain.
1ampuran yang akan dipisahkan mengalir masuk ke ruang separasi di dalam tromol melalui pipa masukan yang tidak bergerak. Di dalam ruang ini terdapat sejumlah besar piring berbentuk kerucut yang disusun satu diatas yang lain. Dengan membuat lubang-lubang yang teratur pada piring-piring itu, tersusunlah saluran-saluran tegak lurus yang menembus seluruh perangkat piring. 1ampuran yang dimasukkan ke dalam akan mengalir ke atas melaui saluran-saluran tersebut dan kemudian terdistribusi ke dalam ruang-ruang sempit diantara piring. 1airan yang lebih ringan naik mele$ati tepi dalam piring ke saluran keluaran di atas. Sedangkan cairan yang lebih berat mengalir mele$ati tepi luar piring ke saluran pembuangan lain yang juga terdapat di atas. 3ndapan akan terkumpul di ruang lumpur di sekeliling tromol dan dapat dikeluarkan dengan perlengkapan penyalur khusus secara kontinu.
b. Alat sentrifugasi spiral pengangkut
Alat ini dapat digunakan untuk memisahkan campuran padatan dan cairan yang lebih banyak padatannya, tapi karena dalam sistem peralatannya tidak menggunakan saringan ayak
(filter), sehingga masuk pada sentrifugasi jenis penjernih.
Alat ini terdiri atas tromol (drum) yang berbentuk conical (kerucut silinder) yang berputar pada posisi horiontal yang di dalamnya terdapat scre$# spiral pengangkut yang berputar dengan kecepatan sedikit berbeda dengan kecepatan putar tromol, di antara tromol dan spiral terdapat celah yang sempit. Alat ini memisahkan campuran padat-cair dengan padatan yang mudah menjadi kering atau yang tidak higroskopis.
1A2A &32%A
Drum# tromol berputar (kurang lebih *5 rpm), scre$# spiral juga berputar dengan arah yang sama (kurang lebih * rpm).
1ampuran cair-padat dimasukkan ke tengah-tengah alat sentrifugasi melalui sebuah pipa masukan yang khusus. &arena gaya sentrifugal yang besar, bahan-bahan padat yang berat jenisnya lebih besar akan terakumulasi pada dinding tromol. =leh spiral, padatan tersebut diangkut dan dikeluarkan secara kontinu melalui ujung tromol yang lebih sempit dan berbentuk kerucut. 1airan terkumpul pada ujung tromol yang lain dan mengalir ke luar
mele$ati sebuah tanggul yang dapat diatur ketinggiannya.
c. Solid bowl basket (Imperforated basket centrifugal)
Sama dengan perforated basket, hanya basketnya tidak berlubang. Digunakan untuk pemisahan li;uida dengan li;uida dalam suspensi (misal minyak# eteris).
6ujuan dinding yang berbentuk lekuk (bo$l) agar cairan ikut berputar, dan pada putaran tetsebut terjadi lapisan.
&arena sistem ini tidak kontinu, maka pada pabrik agar bisa menjadi sistem yang kontinu, sering dipasang beberapa centrifugal secara paralel, misalnya dipasang buah, maka yang > diisi dahulu, setelah yang > mencapai operasi konstan ("5 rpm), yang >> lalu diisi dan seterusnya. &etika sampai di >>> atau >?, lalu > discharge. %adi, kerjanya semi kontinu bila dtinjau dari seluruh penysunan alat tersebut.
Jenis-jenis sentrifugal ang !iguna"an untu" se!i#entasi #eliputi$ • hydrocyclone
• tubular bo$l • chamber bo$l • imperforate basket • disk stack separator • disk-bo$l centrifuge • decanter
1. Ga#%ar #esin !an &eteranganna '!r())l(ne
@ydrocyclone merupakan perangkat sederhana menggunakan gaya sentrifugal untuk mencapai pemisahan. Pemisahan sentrifugal yang dihasilkan oleh gerakan mengaduk, yang disebabkan oleh pengenalan tangensial dari bahan. Prinsipnya operasi didasarkan pada konsep kecepatan ketetapan henti dari sebuah partikel padat dalam bidang sentrifugal.
Gambar 1. Hydrocyclone *rinsip !asar "erja h!r( )l(ne
Dasar dasar operasional dari hydrocylone adalah memanfaatkan efek dari gaya centrifugal dan density fluida kerja. 9enomena fenomena dari efek tersebut diperlihatkan dengan fakta bah$a sebagian besar air yang mengikuti arus berputar di dalam hydrocyclone tergerak ke arah poros pusaran dan akan naik ke dalam 'orte untuk menuju dome dan keluar meninggalkan hydrocyclone. Pada hakekatnya tiap partikel dari cracked miture di dalam air, sebagai media yang bergerak mengikuti arus pusaran di dalam hydrocyclone dipengaruhi oleh gaya yang berla$anan yaitu gaya centrifugal yaitu gaya yang mendorong partikel partikel cracked miture ke dinding cone hydrocyclone dan gaya yang berla$anan arah dengan gaya centrifugal yaitu gaya yang mendorong menuju ke lobang dari 'orte, dan berusaha untuk menghanyutkan partikel-partikel. Selain arus berputar, di dalam air yang
sedang mengikuti gerak pusaran di dalam hydro cyclone juga ada arus non tangensial yang berla$anan arah dengan gaya centrifugal.
Partikel-partikel inti ( kernel ) dengan berat jenis ( specifik gra'ity ) yang lebih rendah dari pada fraksi cangkang ( shell ) dengan aliran tahanan yang lebih kecil akan hanyut ke poros putaran dan akan keluar dari hydrocyclone untuk keluar meninggalkan hydrocyclone melalui 'orte. Partikel-partikel cangkang dengan berat jenis ( specifik gra'ity ) yang lebih besar daripada fraksi inti ( kernel ) dengan aliran tahanan yang lebih besar akan lebih banyak dipengaruhi oleh gaya centrifugal sehingga akan terdesak ke dinding hydrocyclone untuk selanjutnya turun dan keluar meninggalkan hydrocyclone melalui, lubang pengeluaran di ujung dasar cone.
2. 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 pracoating atau backpembilasan dan tidak pernah menyumbat.
Gambar !. Tubularbo"l centrifuge
3. Chamber bowl centrifuge
#hamber mangkuk centrifuge adalah salah satu mangkuk tubular yang diatur co aksial. $emiliki mangkuk utama mengandung sisipan silinder yang membagi %olume mangkuk menjadi serangkaian ruang annular, yang beroperasi secara seri.
Gambar &. #hamber bo"l centrifuge
4. Imperforate basket centrifuge
The imperforata keranjang centrifuge digunakan ketika jika konten padat dari suspensi lebih tinggi. 'ni terdiri dari keranjang berbentuk drum sederhana atau mangkuk, biasanya berputar di sekitar sumbu %ertikal.
Gambar . 'mperforate basket centrifuge
+. ,is" sta)" separat(r
Desain paling sederhana adalah mangkuk tertutup, yang berisi disk stack, dengan padatan mengumpul di bagian luar mangkuk, dari mana mereka harus dihilangkan secara manual setelah menghentikan rotasi. Padatan dikeluarkan dari mangkuk dengan sejumlah metode , termasuk penggunaan dasar noel, yang terbuka terus menerus. Dalam desain yang lebih rumit noel 'al'ed terbuka secara otomatis ketika kedalaman solid dalam mangkuk mencapai nilai tertentu, dan kemudian tutup lagi ketika sebagian besar padatan telah habis.
Gambar . *isk stack separator
. ,is"-%(l )entrifuge
Disk-mangkuk sentrifugal yang umum digunakan dalam bioseparation, karena mena$arkan pemisahan kontinyu. Bang ditumpuk disk kerucut memungkinkan area sedimentasi besar dalam 'olume yang relatif kompak. Pakan memasuki kompartemen yang sebenarnya di bagian ba$ah mangkuk dan perjalanan ke atas melalui kecepatan 'ertikal lubang pakan, mengisi ruang antara cakram. Disc mangkuk sentrifugal adalah dangkal lebar silinder ba$ah didorong mangkuk berputar dengan kecepatan sedang dari + rpm dalam casing stasioner dari * cm sampai " cm diameter.
Gambar +. *iskbo"l centrifuge
/. ,e)anter
Decanter centrifuge adalah satu-satunya centrifuge sedimentasi yang dirancang dari a$al untuk menangani konsentrasi padatan yang signifikan dalam suspensi pakan. Pada saat yang sama dapat mencapai derajat klarifikasi cukup baik dari konsentrat cair. 8eskipun sedikit rumit, mesin mencakup prinsip sederhana. Perbedaan kecepatan antara sekrup dan gulir memberikan gerakan menyampaikan untuk mengumpulkan dan menghapus padatan, yang menumpuk di dinding mangkuk.
". 1ylindroconical bo$l . @elical etraction scre$ (scroll) *. 9eed . Distributor 5. 2ing space +. Settled product C. :i;uid le'el . Drying one . 1larified li;uid ". Adjustable thresholds /ambar C. Decanter
