ALAT SENTRIFUGASI
ALAT SENTRIFUGASI
Alat sentrifugasi merupakan alat pemisah yang digunakan untuk memisahkan campuran Alat sentrifugasi merupakan alat pemisah yang digunakan untuk memisahkan campuran padat/
padat/ cair cair atau atau cair/ cair/ cair cair yang yang tidak tidak saling saling larut larut akibat akibat gaya gaya sentrifugal sentrifugal dengan dengan cara cara diputar diputar dngan kecepatan tinggi. Sabagai contoh adalah alat yang digunakan untuk pemisahan dngan kecepatan tinggi. Sabagai contoh adalah alat yang digunakan untuk pemisahan bakteri- bakteri atau isotop-isotop.
bakteri atau isotop-isotop.
Prinsip kerjanya yaitu dimana objek diputar secara horizontal pada jarak radial dari titik Prinsip kerjanya yaitu dimana objek diputar secara horizontal pada jarak radial dari titik dimana dititik tersebut dikenakan gaya. Pada saat objek diputar, partikel-partikel yang ada akan dimana dititik tersebut dikenakan gaya. Pada saat objek diputar, partikel-partikel yang ada akan berpisah
berpisah dan dan berpencar berpencar sesuai sesuai berat berat jenis jenis masing-masing masing-masing partikel. partikel. Dengan Dengan gaya gaya yang yang palingpaling berperan
berperan adalah adalah gaya gaya sentrifugal.sentrifugal. Gaya inilah yang menyebabkan partikel-partikel menujuGaya inilah yang menyebabkan partikel-partikel menuju dinding tanbung dan terakumulasi membentuk endapan.
dinding tanbung dan terakumulasi membentuk endapan.
Dibanding dengan metode gaya berat, kecepatan pengendapan dengan gaya sentrifugasi Dibanding dengan metode gaya berat, kecepatan pengendapan dengan gaya sentrifugasi jauh
jauh lebih lebih baik, baik, percepatan percepatan dengan dengan gaya gaya sentrifugasi sentrifugasi bisa bisa 500 500 hingga hingga 1000 1000 kali kali percepatanpercepatan gravitasi bumi (gaya berat) yang bisa meningkatkan kecepatan pengendapan hingga 30 kali.
gravitasi bumi (gaya berat) yang bisa meningkatkan kecepatan pengendapan hingga 30 kali. Alat sentrifugasi ini dapat dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan hasil yang didapatkan, Alat sentrifugasi ini dapat dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan hasil yang didapatkan, yaitu :
yaitu : 1.
1. Alat Alat sentrifugasi sentrifugasi filtrasi filtrasi (pengendapan)(pengendapan) 2.
1. Alat sentrifugasi filtrasi
Alat jenis ini biasanya digunakan untuk memisahkan campuran padatan dan cairan dengan padatan yang lebih banyak dibandingkan cairannya.
Prinsip pemisahan untuk alat ini adalah campuran padat/ cair dimasukkan ke dalam sebuah tromol yang dilengkapi dengan dinding saring. Pada waktu memutar, at cair didorong keluar, sedangkan padatan tetap tinggal di dalam dinding saring tromol. Jadi disini sentrifugal berfungsi sebagai penyaring (filtrasi).
Alat sentrifugasi filtrasi yang paling sederhana terdiri dari sebuah keranjang ayak yang berputar cepat di dalam sebuah rumah keranjang bagian dalam dilapisi dengan mdia filter
(kain saringan). Keranjang dapat digerakkan/ diputar secara listrik atau hidraulik. Alat ini bisa dipasang secara vertikal atau horizontal.
a. Perf orated basket centr if uge
Perforated basket adalah salah satu contoh alat sentrifugasi filtrasi yang dipasang secara vertikal. 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 1/8 - 3/16 inci, dengan jarak antar lubang ½ - 3/4 inci, tebal dinding perforated basket ½ inci dengan diameter 18-84 inci (yang standart 30 inci). Kecepatan putarannya sebesar 800-1800 rpm dan kapasitasnya dapat melebihi 100 lb.
Keranjangnya dapat terbuat dari baja, stainless steel atau brass. Sentrifugal jenis ini banyak di pakai untuk slurry yang viscous (industri gula, tekstil, benang).
Gambar 1.1 Perforated Basket Centrifuge
CARA KERJA:
¼ menit permulaan, sentrifugal diputar hingga kecepatan 500 rpm, lalu slurry di masukkan, dan perputaran dinaikkan menjadi 1500 rpm. Karena 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 waktu (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. Cara pengeluarannya bisa dengan tangan
atau dengan bantuan pisau pengeruk atau bisa juga diambil dengan mengangkat kantong-kantong filter yang telah berisi kue.
Satu cycle operasi kira-kira 18 menit, dan setelah 20 menit menjadi kosong dan siap operasi kembali.
Tujuan pengisian slurry pada kecepatn 500 rpm adalah jika pada perputaran 1500 rpm, maka nanti kristalnya akan pecah/ menjadi lebih halus. Dan jika pada perputaran 1500 rpm, cakenya sudah bisa menempel.
b. Ter meer centri f uge with pusher (alat sentr if ugasi 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). Ukuran basket biasanya berdiameter 30 inci dengan panjang pusher 12 inci. Karena alat bekerja secara kontinu, maka kapasitasnya besar
dengan pergerakan pusher 15-30 kali per menit.
CARA KERJA :
Corong pengumpan dan keranjang ayak berputar, sedangkan rumah kue dan rumah filtrat tidak berputar. Melalui sebuah pipa saluran, slurry masuk ke corong pengumpan yang dipasang pada lantai sorong kemudian terdistribusi secara merata di
dalam tromel. Filtrat dilontarkan dengan gaya sentrifugal menembus celah dan meninggalkan rumah sentrifugasi melalui sebuah lubang tersendiri. Kue filter yang terbentuk terbawa ke bagian tepi keranjang karena gerakan kian kemari dari pusher dan jatuh keluar melalui pipa pembuangan. Pencucian kue filter yang sewaktu-waktu 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 u ni versal centr if uge
Sentrifugal ini sebenarnya merupakan sentrifugal semi kontinu, karena dalam operasinya mengalami pemberhentian aliran feed (slurry) tetapi alat masih tetap berputar. Kontruksi alatnya sama dengan perforated basket centrifugal, tetapi diletakkan secara horizontal dimana pemasukan slurry dan pengeluaran kue dilakukan dari samping, pengeluaran kuenya menggunakan pisau penggaruk.
CARA KERJA
Feed/ slurry dimasukkan pada saat basket dalam keadaan berputar. Karena adanya putaran, kue akan tertahan dan mengendap pada kain saringan, sedang filtrat menembus kain saringan dan keluar lewat pipa pengeluaran untuk filtrat.
Setelah beberapa waktu (kue mencapai ketebalan tertentu), pemasukan feed dihentikan. Kemudian dilakukan pencucian (sentrifugal tetap berputar). Setelah pencucian selesai, perputaran dikurangi kecepatannya. Kemudian kue dikeluarkan
dengan pisau penggaruk dan langsung masuk ke pipa pengeluaran.
Kerugian 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. Lapisan ini pada saat-saat tertentu harus dikeluarkan dengan tangan. Jika 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.
Berbeda 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. Di sk centr if uge (sentr if ugasi piri ng)
Alat sentrifugasi piring sangat efektif untuk pemisahan beberapa campuran liquida dan campuran liquida yang mengandung sedikit padatan. Bentuknya menyerupai silinder yang bulat dengan diameter 8
–
20 inci yang mempunyai sumbu berputar yang vertikal. Di dalam alat ini terdapat sejumlah besar piring berbentuk kerucut yang disusun satu diatas yang lain.CARA KERJA
Campuran 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. Campuran yang dimasukkan ke dalam akan mengalir ke atas melaui saluran-saluran tersebut dan kemudian terdistribusi ke dalam ruang-ruang sempit diantara piring. Cairan yang lebih ringan naik melewati tepi dalam
piring ke saluran keluaran di atas. Sedangkan cairan yang lebih berat mengalir melewati tepi luar piring ke saluran pembuangan lain yang juga terdapat di atas. Endapan akan terkumpul di ruang lumpur di sekeliling tromol dan dapat dikeluarkan dengan perlengkapan penyalur khusus secara kontinu.
b. Al at sentr if ugasi spir al pengangku t
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 horizontal yang di dalamnya terdapat screw/ 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.
CARA KERJA
Drum/ tromol berputar (kurang lebih 3250 rpm), screw/ spiral juga berputar dengan arah yang sama (kurang lebih 3000 rpm).
Campuran cair-padat dimasukkan ke tengah-tengah alat sentrifugasi melalui sebuah pipa masukan yang khusus. Karena gaya sentrifugal yang besar, bahan-bahan padat yang berat jenisnya lebih besar akan terakumulasi pada dinding tromol. Oleh spiral, padatan tersebut diangkut dan dikeluarkan secara kontinu melalui ujung tromol yang lebih sempit dan berbentuk kerucut. Cairan terkumpul pada ujung tromol yang lain dan mengalir ke luar melewati sebuah tanggul yang dapat diatur ketinggiannya.
c. Soli d bowl basket (I mperf orated basket centr if ugal)
Sama dengan perforated basket, hanya basketnya tidak berlubang. Digunakan untuk pemisahan liquida dengan liquida dalam suspensi (misal minyak/ eteris).
Tujuan dinding yang berbentuk lekuk (bowl) agar cairan ikut berputar, dan pada putaran tetsebut terjadi 2 lapisan.
Karena sistem ini tidak kontinu, maka pada pabrik agar bisa menjadi sistem yang kontinu, sering dipasang beberapa centrifugal secara paralel, misalnya dipasang 4 buah, maka yang I diisi dahulu, setelah yang I mencapai operasi konstan (1500 rpm), yang II lalu diisi dan seterusnya. Ketika sampai di III atau IV, lalu I discharge. Jadi, kerjanya semi kontinu bila dtinjau dari seluruh penysunan alat tersebut.
Tipe-Tipe Alat Penyaring Sentrifugal
1. Penyaringan Sentrifugal Secara Batch Tipe penyaringan menggunakan gaya sentrifugal dapat berlangsung secara : Batch,
Semi Continuous dan Continuous.
Penyaringan berlangsung batch, alat yang biasa digunakan ada dua yaitu : Bejana
tergantung pada sumbu tegak dan bejana bertumpu pada sumbu tegak.
Proses berlangsung secara batch didalam bejana berlubang yang berputar dikelilingi
bejana diam guna menampung cairan.
Kecepatan pemutaran bejana bisa mencapai 800-1800 rpm.
Gambar Bejana Gantung
Gambar Bejana Tumpu
2. Penyaringan Sentrifugal Secara Semi Continuous
Pemisahan berlangsung secara berkesinambungan dan pengeluaran berlangsung secara
otomatis, namun siklus operasi bersifat per tumpukan batch.
Dalam keadaan alat berjalan umpan dimasukkan sampai terbentuk padatan dengan
ketebalan tertentu lalu umpan dihentikan, diganti dan di cuci.
Gambar Alat Penyaringan Sentrifugal Secara Semi Continuous
3. Penyaringan Sentrifugal Secara Continuous
Padatan yang terbentuk setelah dicuci didorong keluar dengan torak pendorong.
Gambar Penyaringan Sentrifugal Secara Continuous
- Sentrifugal ini mengendapkan zat padat atau cairan yang lebih berat didinding tabung.
- Perbandingan tinggi dan diameter tabung 1: (4 s/d 8) dan umpan dimasukkan dibagian tengah dekat dasar tabung.
- Selama operasi, jumlah padatan akan meningkat sehingga luas daerah kerja menjadi sempit dan waktu tinggal cairan menjadi singkat.
- Alat jenis ini disarangkan untuk padatan yang tersuspensi tidak lebih dari 1 %.
Gambar Penyaringan Sentrifugal Continuous bentuk Tabung
Gambar Sentrifuga Pelat disk centrifuge cair - cair
DAFTAR PUSTAKA
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/pemisahan-kimia-dan-analisis/sentrifugasi/ http://domas09.blogspot.com/2013/02/alat-sentrifugasi.html
