BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1.
1.11 LaLatatar Belr Belakakanangg
Filtrasi merupakan pemisahan partikel zat padat dari fluida dengan jalan Filtrasi merupakan pemisahan partikel zat padat dari fluida dengan jalan mel
melewaewatkatkan n flufluida melaida melalui medilui medium penyum penyarinaring, dimang, dimana a zat padazat padat t terstersebuebutt tertaha
tertahan. n. OperasOperasi i filtrasi dijalankan untuk filtrasi dijalankan untuk memisamemisahkan bahan-bahahkan bahan-bahan n sehingsehinggaga diperoleh bahan yang diinginkan berupa padatan atau cairan dan bahkan diperoleh bahan yang diinginkan berupa padatan atau cairan dan bahkan kedua-duany
duanya. a. OperasOperasi i filtrasi sangat filtrasi sangat diperldiperlukan dalam ukan dalam indusindustri tri kimia terutama industrikimia terutama industri ki
kimimia a yayang ng memengnghahasisilklkan an cacampmpururan an papadadat-t-cacairir. . NaNamumun, n, sesetitiap ap ininduduststriri mem
memerluerlukan kan jenjenis is filfilter ter yanyang g berberbedbeda a sesusesuai ai dendengan gan kebkebutuutuhan han dari dari masmasing ing--masing industri bergantung dari bahan yang akan difiltasi.
masing industri bergantung dari bahan yang akan difiltasi.
Oleh karena banyaknya ragam bahan yang difiltrasi dan bermacam kondisi Oleh karena banyaknya ragam bahan yang difiltrasi dan bermacam kondisi operasi, maka jenis filter pun dapat dimodifikasi. Pada proses-proses pemisahan operasi, maka jenis filter pun dapat dimodifikasi. Pada proses-proses pemisahan yang sulit, proses filtrasi konesional harus didukung dengan teknologi lain agar yang sulit, proses filtrasi konesional harus didukung dengan teknologi lain agar filtrasi lebih praktis, cepat, dan kualitas produk tidak terdegradasi. !aka dari itu, filtrasi lebih praktis, cepat, dan kualitas produk tidak terdegradasi. !aka dari itu, perlu pemahaman khusus terhadap jenis-jenis filter yang digunakan.
perlu pemahaman khusus terhadap jenis-jenis filter yang digunakan. 1.
1.22 TTuujujuanan
"dapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut # "dapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut #
$.
$. !em!emenuenuhi tugahi tugas s yayang dibeng diberikarikan %osen Penn %osen Pengamgampu mata kulipu mata kuliah !ekanah !ekanikaika Fluida dan Partikel
Fluida dan Partikel &.
&. !en!enjelajelaskaskan n penpengergertian tian filtfiltrasirasi '.
'. !emap!emaparkan arkan berbagberbagai jenai jenis fiis filter lter beserta beserta klasifiklasifikasinykasinyaa (.
BAB II
BAB II
PEMBAHASAN
PEMBAHASAN
)eberapa cara pemisahan mekanik fisik dapat diklasifikasikan menjadi )eberapa cara pemisahan mekanik fisik dapat diklasifikasikan menjadi sebagai
sebagai berikut berikut *+eankoplis,$' *+eankoplis,$' ## $.
$. Filtration Filtration
Pemisahan dapat dilakukan karena adanya media filtrasi seperti kain, kanas, Pemisahan dapat dilakukan karena adanya media filtrasi seperti kain, kanas, pasir. Pemilihan m
pasir. Pemilihan media filtrasi didasarkan atas #edia filtrasi didasarkan atas # a.
a. uumlmlah paah padadatatan yann yang dig dipipisahsahkakann b.
b. /ipe padatan/ipe padatan c.
c. 00iiskskososititas as dadari ri flufluididaa 2.
2. SeSettlttlining and sg and sededimimenentatatitionon Pada
Pada settling and sedimantation settling and sedimantation, partikel dipisahkan dari fluida dengan adanya, partikel dipisahkan dari fluida dengan adanya perbedaan gaya graitasi dan densitas dari partikel tersebut.
perbedaan gaya graitasi dan densitas dari partikel tersebut. '.
'. Centrifugal settling and sedimentationCentrifugal settling and sedimentation Pro
Proses ses pempemisahisahan an parpartiktikel el dardari i flufluida ida karkarena ena adaadanya nya gaygaya a sensentriftrifugaugal l padpadaa berbagai ukuran dan densitas fluida.
berbagai ukuran dan densitas fluida. (.
(. Centrifugal filtrationCentrifugal filtration
Proses pemisahan yang dilakukan dengan filtrasi tetapi gaya sentrifugal yang Proses pemisahan yang dilakukan dengan filtrasi tetapi gaya sentrifugal yang digunakan menyebabkan perbedaan tekanan dapat diabaikan.
digunakan menyebabkan perbedaan tekanan dapat diabaikan. 1.
1. Mechanical size reduction and sepa Mechanical size reduction and separationration Pem
Pemisaisahan han dildilakuakukan kan dendengan gan cara cara menmengubgubah ah diadiametemeter r parpartiktikel, el, kemkemudiudianan dipisahkan dengan ayakan.
dipisahkan dengan ayakan.
Operasi filtrasi dijalankan dengan dua cara yaitu # Operasi filtrasi dijalankan dengan dua cara yaitu # $
$.. FFiillttrraassi bi baattcchh
Proses secara batch memerlukan waktu yang lebih lama dan memerlukan Proses secara batch memerlukan waktu yang lebih lama dan memerlukan biaya yang lebih mahal.
biaya yang lebih mahal. &
&.. FFiiltltrraasi si kkoonnttiinnuu
Proses filtrasi secara kontinu banyak diterapkan pada industri kimia. "nalisis Proses filtrasi secara kontinu banyak diterapkan pada industri kimia. "nalisis operasi filtrasi ini dibagi dalam ' tahap, yaitu #
operasi filtrasi ini dibagi dalam ' tahap, yaitu # a.
a. PePembmbententukukan an cakcakee b.
c. Pelepasan cake dari filter.
2.1 Pengertian Filtrasi
Filtrasi *penyaringan adalah proses pemisahan partikel zat padat dari fluida dengan jalan melewatkan fluida tersebut melalui suatu medium penyaring atau septum * septum, dimana zat padat itu tertahan. 2stilah medium penyaring dapat dikatakan juga sebagai medium berpori * filter cloth. %alam operasi filtrasi, partikel-partikel padatan tersuspensi dalam cairan atau gas dihilangkan secara fisika atau mekanis dengan cara melewatkannya melalui medium penyaringan tersebut. %i dalam campuran zat cair, partikel-partikel padat tersuspensi dapat berupa partikel yang sangat halus, partikel tegar *rigid atau plastis, berbentuk bulat atau beragam dan partikel agregat atau indiidual *diskrit .
Filter medium *medium penyaring adalah bahan padat berpori yang berfungsi menahan partikel-partikel padatan berukuran lebih besar dan meloloskan partikel padat berukuran lebih kecil dari diameter porinya bersama-sama dengan cairan. )eberapa filter medium yang sering digunakan antara lain seperti nilon, dacron cloth, kawat baja * steel mesh gulungan baja tahan karat berbentuk koil, kain kasa dan lain-lain.
%alam industri, filtrasi ini meliputi beragam operasi mulai dari penapisan sederhana sampai separasi yang amat rumit. Fluidanya mungkin berupa zat cair atau gas, arus yang berharga mungkin fluidanya, tetapi bisa pula zat padatnya, atau bahkan kedua-duanya. /erkadang tidak ada diantara keduanya yang berharga, seperti limbah padat yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. %alam filtrasi industri, kandungan zat padat dapat mencapai jumlah yang sangat tinggi. 3adang- kadang umpan itu dimodifikasi dengan sesuatu cara perlakuan pendahuluan untuk meningkatkan laju filtrasi, misalnya dengan pemanasan, rekristalisasi, atau dengan menambahkan bahan penolong filtrasi (filter aid), seperti selulosa, kapur giling, atau tanah diatomea. 4elain dapat membantu melancarkan proses penyaringan atau meningkatkan laju filtrasi, filter aid juga dapat dapat mempertinggi umur (life time medium filter dan menghilangkan zat warna dan bau yang terdapat dalam cairan.
Fluida mengalir melalui medium filter oleh karena adanya perbedaan tekanan yang melintas pada medium itu. Oleh karena itu, ada filter yang beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfer di sebelah hulu medium filter, dan ada yang beroperasi dengan tekanan atmosfer di sebelah hulu dan akum di sebelah hilir. /ekanan di atas tekanan atmosfer dapat disebabkan oleh gaya graitasi yang bekerja pada suatu kolom zat cair, oleh pompa atau blower, atau oleh gaya sentrifugal.
3ebanyakan filter industri adalah filter tekanan atau filter akum. "lat itu ada yang kontiniu dan ada pula yang tidak kontiniu, bergantung pada cara mengeluarkan zat padatnya, stedi atau terputus-putus. Pada filter tak kontiniu, aliran zat cair yang melalui piranti itu adalah kontiniu pada sebagian besar siklusnya, tetapi aliran itu harus diputus-putuskan secara periodic guna memungkinkan zat padat yang terkumpul itu dikeluarkan. %alam filter kontiniu, pengeluaran zat padat maupun zat cair berlangsung secara kontiniu tanpa terputus
selama alat itu beroperasi.
2.2 Jenisjenis Filter
)erdasarkan gaya pendorong yang digunakan, dikenal bermacam-macam filter yaitu gravity filters, plate and frame filter press dan continous rotary vacuum filters.
a. Filter +raitasi (ravity Filter)
!erupakan tipe yang paling tua dan sederhana. Filter ini tersusun atas tangki-tangki yang bagian bawahnya berlubang-lubang dan diisi dengan pasir- pasir berpori dimana fluida mengalir secara laminer . Filter ini dugunakan untuk proses fluida dengan kuantitas yang besar dan mengandung sedikit padatan.
5ontohnya # pada pemurnian air. /angki biasanya terbuat dari kayu, bata atau logam tetapi untuk pengolahan air biasa digunakan beton. 4aluran dibagian bawah yang berlubang mengarah pada filtrat, saluran itu dilengkapi dengan pintu atau keran agar memungkinkan backwashing dari dasar pasir untuk menghilangkan padatan-padatan yang terakumulasi. )agian bawah yang berlubang tertutup oleh batuan atau kerikil setinggi $ ft atau lebih untuk menahan pasir. Pasir yang biasa
digunakan dalam pengolahan air sebagai media filter adalah pasir-pasir kuarsa dalam bentuk yang seragam. 3okas yang dihancurkan biasanya digunakan untuk menyaring asam sulfur. )atu kapur biasanya digunakan untuk membersihkan cairan organik baik dalam filtrasi maupun adsorbsi.
6al yang harus diperhatikan dalam filter graitasi, bongkahan-bongkahan kasar *batu atau kerikil diletakkan bagian atas balok berpori (cake) untuk menahan materi-materi kecil yang ada di atasnya *pasir, dll. !ateri yang berbeda ukurannya harus diletakkan dengan membentuk lapisan-lapisan sehingga dapat bercampur dan ukuran untuk setiap materi harusnya sama untuk menyediakan pori-pori dan kemampuan yang maksimal.
b. Filter Pelat dan )ingkai
Filter tekanan biasanya tersusun dari pelat-pelat dan bingkai-bingkai. Pada filter ini pelat-pelat dan bingkai-bingkai disusun secara bergantian dengan filter kain dengan arah berkebalikan pada tiap pelat. Pemasangannya dilakukan secara bersamaan sebagai kesatuan gaya mekanik *oleh sekrup 7 secara hidrolik.
"da beberapa macam tipe bertekanan yang menggunakan pelat dan bingkai. 8ang paling sederhana mempunyai salah satu saluran tunggal mengenali suspensi pada pencucian dan pembukaan tunggal pada setiap pelat untuk mangalirkan cairan *pada pengiriman terbuka. /ipe yang lain mempunyai saluran terpisah untuk membedakan suspensi dan air pencucian tetapi ada juga yang menggunakan saluran terpisah untuk memisahkan suspensi dan air pencucian *pada pengiriman tertutup. 4aluran ini biasanya terdapat di pojok atau di tengah atau tepat di tengah.
9mpan suspensi masuk malalui saluran yang terbentuk dari lubang-lubang pada pojok kanan atas antara pelat dan bingkai. %ari saluran ini, suspensi masuk
ke bingkai menuju ruang di antara pelat-pelat. /ekanan pada suspensi diumpankan pada proses penekanan untuk menghasilkan filtrat. Filtrat tersebut menuju ruang-ruang diantara kain dan pelat melalui kain-kain dari kedua sisi pelat ke keluaran yang berupa klep atau menuju saluran kedua yang dibentuk oleh lubang-lubang pada pojok lain dari pelat dan bingkai dengan keluaran yang didukung oleh pelat- pelat tidak oleh bingkai. )aik keluaran melalui saluran atau melalui keran atau
klep dan pelat dilubangi atau dibuat dengan filtrat, memasuki keluaran melalui sisi pelat.
Padatan dalam suspensi berakumulasi dalam kain pada sisi sebaliknya dari pelat-pelat. 4etelah beberapa waktu sebagian kecil ruang diantara pelat tersedia
untuk suspensi, dan umpan dimatikan. ika cake dicuci, fluida pencuci di dalamnya disalurkan ke dalam suspensi atau masukan campuran di balik suspensi, masuk ke cake kurang lebih dari tengah bingkai, dan lewat menuju pelat pada kedua sisi. 4etelah cake dicuci, aliran ini terhenti, gaya yang menahan pelat dilepaskan, pelat dan bingkai terbuka seketika, dan cake dihilangkan atau dibuang ke dalam lubang di bawah penekan. 4etelah pembuangan selesai, penekan ditutup lagi dengan memberikan gaya mekanik untuk mengunci pelat dan bingkai bersamaan, dan sebuah siklus baru filtrasi dimulai
Pencucian dapat dikeluarkan terpisah dari filtrat dengan menyediakan kedua keluaran bawah melalui keran dan sebuah saluran terpisah pada pojok lainnya dari pelat. Pencucian sederhana adalah ketika pencucian mengalir melalui cake dengan jalan yang sama seperti filtrat. :kspresi !trhough "ashing# atau !every other pelate "ashing# membutuhkan penggunaan dua tipe pelat yang berbeda. Pelat yang bukan pencuci *satu tombol dan pelat pencuci *tiga tombol diisikan dalam penekan diantara bingkai *dua tombol. 9mpan memasuki bingkai seperti sebelumnya. Pencucian memasuki setiap pelat dan melewati dua cake pada bingkai di kedua sisi pelat, meninggalkan keran pada pelat bukan pencuci *satu tombol. !etode ini memerlukan klep yang tertutup pada pelat-pelat *tiga tombol ke dalam masukan pencuci.
4emuam tipe pelat ini dapat didesain untuk mengoperasikan pada pengiriman tertutup dengan menyediakan saluran ketiga yang dibentuk oleh lubang di sebelah pojok kanan bawah pelat dan bingkai. :mpat saluran memungkinkan untuk mengoperasikan dengan menggunakan pengiriman tertutup dengan keluaran terpisah untuk filtrat dan pencucian. 9mpan suspensi masuk ke setiap bingkai melalui saluran kanan atas *tidak ada pembukaan dari saluran ini ke pelat manapun. Filtrat meninggalkan setiap pelat menuju saluran kiri bawah bingkai penuh dengan cake. Pencucian masuk melalui saluran kiri atas ke setiap
pelat menuju cake ganda di antara bingkai pada sisi lain pelat ini dan keluar melalui saluran kanan bawah pada pelat pengganti *satu tombol. 4elama pencucian keran pada filtrat pada keluaran dan masukan pencucian tertutup.
Penekan pelat dan bingkai sangat luas digunakan khususnya ketika cake sangat berharga dan ukurannya sangat kecil. Filter yang kontinyu menggantikan penekan pelat dan bingkai untuk banyak operasi berskala besar.
c. $atch %eaf Filter
Filter daun mirip dengan filter pelat dan bingkai, di bagian dalamnya cake disimpan pada setiap sisi daun dan filtrat mengalir keluar melalui saluran dari saringan pembuangan air yang kasar pada daun di antara cake, daun-daun tersebut dibenamkan ke dalam suspensi.
Filter daun berotasi *tipe 0allez dimana cake lebih seragam. Filter 3elly dalam posisi terbuka. Filter tertutup dan kran masukan terbuka sehingga suspensi dapat masuk ke selongsong dengan udara yang dipindahkan dari entilasi ke selongsong atas bagian belakang. 0entilasi dapat tertutup atau dibiarkan terbuka setelah selongsong penuh. ika kran dibiarkan terbuka, maka kran akan membatasi aliran berlebih dan akan mengembalikan umpan yang berlebih ke tangki pengumpan sehingga dapat memberikan sirkulasi yang lebih baik antara filter
daun dan untuk menjaga partikel-partikel besar dari pengendapan filtrasi dilanjutkan sampai ketebalan yang diinginkan tercapai atau filtrasi rata-rata turun secara tajam.
9mpan didiamkan sebentar, saluran keluaran terbuka kemudian slurry dialirkan. /ekanan udara rendah dialirkan ke dalam tangki untuk menambahkan solution berlebih. "danya perbedaan tekanan akan membantu menjaga cake di dalam melawan filter kain. 4etelah filter kosong, tutup dapat dibersihkan atau dialiri udara berlebih untuk mengeringkan cake lebih dulu. 9ntuk kelebihan fluida pencuci dikeringkan pada akhir pencucian dengan cara sama seperti pada kelebihan slurry dan cake dialiri dengan udara. /utup dibuka dan cake dibuang bertekanan udara.
Filter ini dikenal juga sebagai filter hamparan tebal (deep &ed 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. 3larifikasi berbeda dengan penapisan karena pori medium filter ini jauh lebih besar dari diameter partikel harus dipisahkan. Partikel-partikel itu ditangkap oleh gaya-gaya permukaan dan dibuat tidak bisa bergerak di dalam saluran aliran, dan walaupun mengakibatkan diameter efektif saluran itu menjadi lebih kecil, namun biasanya tidak sampai menyebabkan saluran itu buntu.
#a$%ar 2.1 Filter enis 3larifikasi
2.2.2 Filter A$&as (Cake Filter)
Filter ampas digunakan untuk memisahkan zat padat yang kuantitasnya besar dalam bentuk ampas atau kristal ataupun ;umpur. )iasanya filter ini diperlengkapi untuk pencucian zat padat dan untuk mengeluarkan sebanyak- banyaknya sisa zat cair dari zat padat itu sebelum zat padat itu dikeluarkan dari filter. !edium filter pada filter ini relatif lebih tipis dibandingkan dengan yang digunakan dalam medium filter klarifikasi. Pada awal filtrasi sebagian partikel padat masuk ke dalam pori medium dan tidak dapat bergerak lagi, tetapi segera setelah itu bahan itu terkumpul pada permukaan septum. 4etelah periode pendahuluan yang berlangsung beberapa saat itu, za t padat itulah yang melakukan filtrasi, bukan septum lagi. "mpas itu terlihat mengumpul sampai ketebalan tertentu pada permukaan itu dan harus sewaktu-waktu dikeluarkan.
#a$%ar 2.2 Filter Cake
2.2.' Filter !e$&a
Filter ini terdiri dari seperangkat lempengan (plate) yang dirancang untuk memberikan sederetan ruang atau kompartemen dimana zat padat itu akan mengumpul. ;empengan itu ditutup dengan medium filter, seperti kanas. )ubur umpan masuk ke dalam masing-masing komponen itu dengan tekanan. 5airannya lewat melalui kanas dan keluar melalui pipa pengeluar, dan meninggalkan ampas *zat padat basah di dalam ruang itu. ;empengan tersebbut ada yang berbentuk bujur sangkar atau lingkaran, dan ada yang ertikal atau horizontal.
#a$%ar 2.'Filter 3empa
2.2.( Filter Sel)ngs)ng *an Daun (Sheel and Leaf Filter)
%igunakan untuk penyaringan pada tekanan yang lebih tinggi daripada filter di dalam filter plat dan bingkai, serta untuk menghemat tenaga manusia, atau digunakan bila pencucian ampas harus lebih efektif, kita dapat menggunakan filter selongsong dan daun (sheel and leaf filter). %alam model tangki horizontal, seperangkat daun disusun pada suatu rak yang dapat ditarik keluar. Pada waktu operasi, daun-daun itu terletak di dalam selongsong yang tertutup. 9mpan masuk
melalui sisi tangkai, sedangkan filtrat lewat melalui daun dan keluar melalui sistem pipa pembuangan.
#a$%ar 2.( Filter Sel)ngs)ng *an Daun +S,eel an* Lea"
Filter-2.2. Filter Plat *an Bingkai (Plate and Frame Filter)
Filter ini terdiri dari plat dan bingkai yang terpasang dengan suatu medium filter di atas sisi masing-masing plat itu. Plat tersebut mempunyai saluran yang memotong plat tersebut sehingga filtrate cairan yang bersih dapat mengalir ke bawah pada masing-masing plat tersebut. 4lurry dipompakan ke dalam penekan dan mengalir melalui saluran pipa ke dalam bingkai yang terbuka sehingga slurry tersebut mengisi bingkai itu. "liran filtrate mengalir melalui medium filter dan partikel padat membentuk sebagai cake di bagian atas sisi bingkai kain itu. Filtrat mengalir antara medium filter dan muka plat melalui saluran keluar. Proses filtrasi berlangsung sampai bingkai tersebut diisi sepenuhnya denganpartikel padat. 3etika bingkai itu telah diisi sampai penuh,maka bingkai dan plat tersebut terpisah dan cake tersebut dibuang. 3emudian filter atau saringan itu dipasang kembali dan proses filtrasi diulangi lagi.
#a$%ar 2. 'late nd Frame Filter
2.2./ Continuous Rotary Vacuum Drum Filter
Penyaringan, pencucian, dan melepaskan cake merupakan suatu proses yang kontiniu. 4ebuah drum ditutupi dengan suatu medium filter yang cocok. %rum tersebut berputar dan sebuah katup otomatis yang terdapat di tengah-tengah drum itu beroperasi untuk mengaktifkan proses penyaringan, pengeringan, pencucian, dan melepaskan cake yang ada di dalam siklus itu. Filtrat meninggalkan melalui poros sumbu filter *saringan itu. 3atup yang otomatis itu menyediakan saluran terpisah untuk filtrat dan mencuci cairan. Perbedaan tekanan maksimum untuk akum filter hanya $ atm. ika drum tersebut terisi dalam sebuah sel, maka tekanan $ atm tersebut dapat dipakai. Pada saat ini, proses dengan kapasitas yang besar menggunakan filter kontiniu (continuous filter). 3euntungan yang penting adalah saringannya kontiniu dan otomatis dan biaya tenaga kerja secara relatif rendah. <alaupun, memerlukan biaya modal yang relatif tinggi.
#a$%ar 2./ otary *acuum Filter
2.2.0 Continuous Rotary Disk Filter
otary disk vacum filter ini digunakan operasi dalam skala besar serta proses kontinu. !edia filter dapat berupa kain (cloth), kertas, media poros dan lain-lain. Pemiliham media filter ini didasarkan atas kemampuan untuk memisahkan padatan, memiliki kekuatan, inert terhadap bahan kimia dan juga dari segi ekonominya
Filter ini terdiri dari cakram sepusat ertikal yang menjulang pada batang pemutar horizontal. Prinsip operasi dari filter ini sama dengan prinsip operasi rotary vacuum drum filter . /iap-tiap cakram berongga dan dilapisi dengan kain penyaring *medium filter dan masuk ke dalam lumpur (slurry). 5ake yang terbentuk dicuci, dikeringkan, ketika cakram tersebut lebih tinggi separuh dari putarannya. Proses pencucian lebih sedikit efisiensinya dibandingkan dengan tipe
drum berputar (rotating drum type).
2.2. Continuous Rotary Horizontal Filter
Filter ini merupakan sebuah filter akum dengan permukaan filter gelang yang berputar yang terbagi kepada beberapa sektor. 4ebagai filter horizontal yang berputar, filter ini secara berturut-turut menerima lumpur (slurry), dicuci, dikeringkan. :fisiensi pencucian lebih bagus dibandingkan dengan filter cakram berputar (rotary disk filter). Filter secara luas digunakan dalam ekstraksi biji- bijian, pencucian pulp, dan proses yang berkapasitas besar lainnya.
#a$%ar 2. Continuous otary orizontal Filter
2.' Me*iu$ Filter
4uatu medium filter (septum) pada setiap filter harus memenuhi syarat-syarat, yaitu sebagai berikut #
$. 6arus dapat menahan zat padat yang akan disaring, dan menghasilkan filtrat yang cukup jernih.
&. /idak mudah tersumbat.
'. 6arus tahan secara kimia dan kuat secara fisik dalam kondisi proses.
(. harus memungkinkan penumpukan ampas, dan pengeluaran ampas secara total dan bersih.
1. tidak boleh terlalu mahal.
%alam filtrasi industri medium filter yang banyak digunakan ialah kain kanas, baik yang dengan anyaman kepar atau yang lain. %alam hal ini terdapat kanas dengan berbagai bobot dan anyaman, masing-masing untuk penggunaan tertentu. 9ntuk zat cair yang bersifat korosif digunakan medium filter yang lain, seperti kain wol, tenunan logam monel atau baja tahan karat, tenunan gelas atau,
kertas. 3ain sintetis seperti nilon, polipropilena, 4aran dan %acron juga sangat tahan secara kimia.
2.( Ba,an Pen*ukung Filtrasi
Filtrasi zat padat yamg sangat halus, dapat membentuk ampas yang rapat dan impermeabel *tak tembus fluida, yang dapat menyumbat medium filtrasi. 9ntuk itu dilakukan penambahan bahan penolong filtrasi (filter aid), seperti tanah diatom, silica, perlit, selulosa kayu yang dimurnikan, atau bahan-bahan padat yang lain yang tidak bereaksi. Penambahan itu dilakukan terhadap bubur umpan sebelum difiltrasi. Penambahan bahan pebolong filtrasi ini (filter aid) dapat membantu memperlancar proses filtrasi serta mempertinggi umur dari medium filter dan dapat menghilangkan zaat warna dan bau yang terdapat dalam cairan. 5ara lain dalam penggunaan bahan penolong filtrasi adalah dengan cara membuat lapisan pendahuluan, yaitu mengendapkan suatu lapisan bahan penolong filtrasi itu terlebih dahulu di atas medium filter sebelum melakukan filtrasi. Penggunaan lapisan pendahuluan ini biasanya dapat mencegah pembuntuan medium filter dan menghasilkan filtrat yang jernih.
2. Perlakuan Aal Se%elu$ Pr)ses Filtrasi
5ampuran tertentu seperti suspensi, padatan lumpur, atau larutan-larutan tertentu *seperti produk bioproses sulit difiltrasi langsung. 6al ini disebabkan campuran tersebut merupakan fluida yang sangat non-newtonian, atau karena cake yang terbentuk sangat compressi&le sehingga cake dapat terdeformasi menjadi lapisan yang tidak permeabel. 3arena itu, umpan yang memasuki peralatan filtrasi harus dikondisikan dahulu seperti dengan pemanasan, koagulasi dan flokulasi, ataupun adsorpsi pada filter cloth.
2..1 Pe$anasan
Prose pemanasan adalah pretreatment umpan filter yang paling sederhana. Proses ini umumnya terbatas oleh stabilitas termal cake. Pemanasan terkadang efektif dalam pretreatment umpan filter karena pemanasan dapat mengubah
karakteristik senyawa kimia menjadi bentuk tak stabil yang mudah difiltrasi. 5ontohnya pada campuran koloid, pemanasan dapat mengakibatkan ketidakstabilan koloid sehingga partikel koloid yang semula terdistribusi homogen menjadi terganggu ikatan kimianya, terkoagulasi membentuk agregat, dan mengendap sehingga mudah difiltrasi.
2..2 !)agulasi *an Fl)kulasi
!etoda kedua adalah penambahan elektrolit untuk mendukung terjadinya koagulasi dan flokulasi. )ahan elektrolit yang biasa ditambahkan berariasi dari asam7basa sederhana sampai bahan polielektrolit sintetik. :lektrolit sederhana menyebabkan terjadinya koagulasi-flokulasi dengan memilah-milah gaya tolak menolak elektrostatik yang terjadi antara partikel kololid. ika gaya tolak menolak elektrostatik ini dikurangi, gaya tarik-menarik ;ondan-an der <alls akan mendominasi. "kibatnya koloid akan terkoagulasi menjadi partikel yang lebih besar, lebih padat *dense dan lebih mudah difiltrasi. "sam dan basa akan mengubah p6 sehingga mengubah muatan partikel. ika muatan berkurang, partikel akan banyak terkoagulasi dan makin mudah difiltrasi. ika muatan bertambah, partikel yang terkoagulasi sedikit dan campuran makin susah difiltrasi. Polielektrolit sintetik dapat mengurangi gaya tolak-menolak elektrostatik, mengadsorbsi dan membuat partikel beragregasi, membentuk semacam jembatan antar partikel-partikel tersebut. %engan demikian partikel koloid akan membentuk flok-flok yang besar, agregat yang tidak begitu padat tetapi mudah difilter. Polielektrolit dapat berupa anionik, kationik, dan nonionik.
2./ Me$%ran In*ustrial
Proses pemisahan merupakan salah satu aspek yang sangat penting dalam kegiatan industri. Pemisahan bertujuan untuk menghasilkan produk yang lebih murni, untuk memekatkan larutan ataupun untuk memperoleh bagian-bagian yang dipisahkan. 9mumnya, proses pemisahan memerlukan energi yang cukup besar dalam operasinya. :nergiyang digunakan ini berfungsi sebagai driving force pada proses pemisahan.
4alah satu proses pemisahan adalah filtrasi. Filtrasi adalah proses pemisahan padat-cair melalui sebuah medium dimana cairan dapat lewat atau lolos, sedangkan padatannya akan tertahan pada media. Proses ini dibeda-bedakan berdasarkan driving force dan jenis medium yang digunakan. !edium yang sedang hangat-hangatnya digunakan adalah membran. /eknologi ini mulai dilirik para ahli karena dapat memberikan hasil pemisahan yang memuaskan.
!embran yang dipakai dalam proses filtrasi mempunyai karakteristik yang spesifik terhadap bahan yang akan dipisahkan, ukuran bahan dan produk yang diinginkan. Proses membran dipilih karena dapat memisahkan zat-zat tertentu.
Operasi membran diartikan sebagai proses pemisahan dua atau lebih komponen dari aliran fluida melalui suatu membran *Notodarmojo dkk., &==(. 5ontoh operasi membran, yaitu mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, nanofiltrasi, reerse osmosis, dialisis dan :lektrodialisis.
Pada +ambar >.$ dapat dilihat, bahwa membran memisahkan material atas dasar bentuk dan ukuran molekul yang menahan komponen dari umpan yang memiliki ukuran lebih besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen dengan ukuran yang lebih kecil. ;arutan yang terdiri atas komponen yang tertahan disebut konsentrat atau retentate dan larutan yang terdiri atas komponen yang terlewatkan *tidak tertahan disebut permeate */imoti, &==1.
#a$%ar /.1 Prinsip Operasi !embran *4umber # !ulder, $>
Pola aliran dalam operasi membran ada dua, yaitu aliran cross-flo" dan aliran dead-end . Pada sistem cross-flo", aliran umpan mengalir melalui suatu membran, dengan hanya sebagian saja yang melewati pori membran untuk memproduksi permeat, sedangkan aliran pelarut atau cairan pembawa akan melewati permukaan membran sehingga larutan, koloid dan padatan tersuspensi yang tertahan oleh membran akan terus terbawa menjadi aliran balik *Notodarmojo dkk., &==(.
Pada sistem dead end , seluruh dari fluida melewati membran *sebagai media filter dan partikel tertahan pada membran, dengan demikian fluida umpan mengalir melalui tahanan membran dan tahanan penumpukan partikel pada permukaan membran. Namun, pada kasus sistem aliran dead-end penyumbatan *clogging dan pembentukan cake pada membran lebih cepat terjadi dibandingkan dengan sistem aliran cross-flo" karena akumulasi partikel pada permukaan membran akan tersapu * s"ept a"ay oleh kecepatan aliran umpan. +ambar >.& memperlihatkan kedua jenis aliran dalam membran tersebut.
#a$%ar /.2 "liran +ead end dan Crossflo" *4umber # /imoti, &==1
Proses filtrasi banyak dipakai di industri pada pengolahan air, baik air proses, air utilitas, maupun air limbah. "ir industri * khususnya air proses
mempunyai spesifikasi yang tinggi karena nantinya dapat mempengaruhi produk yang dihasilkan. 4pesifikasi tersebut antara lain, rendah mineral, tidak beracun, dan bebas dari mikroba. "ir dengan spesifikasi tersebut bisa diperoleh dengan menggunakan medium yang dapat memisahkan partikel-pertikel yang sangat kecil ukurannya. Proses yang banyak dipilih adalah nanofiltrasi.
Proses nanofiltrasi dipilih karena mempunyai beberapa keuntungan, antara lain energi operasi yang cukup rendah dan dapat memisahkan sampai ukuran nanometer. 4elain itu, sudah banyak pengembang yang memproduksi membran untuk proses nanofiltrasi. 2nstalasi yang mudah juga merupakan salah satu keuntungan dari penggunaan nanofiltrasi.
Nanofiltrasi merupakan proses khusus yang dipilih ketika proses ?eerse Osmosis dan 9ltra Filtrasi bukan merupakan pilihan yang tepat untuk operasi separasi. Nanofiltrasi bisa digunakan untuk beberapa jenis pemisahan seperti demineralisasi, penghilangan zat warna, dan desalinasi. Pada larutan yang terdiri solute organik@ suspended solid@ dan ion polyalen, permeate yang dihasilkan mengandung ion monoalen dan berupa larutan organik dengan )! rendah seperti alkohol.
Nanofiltrasi merupakan teknik yang ditemukan beberapa tahun yang lalu. 4ekarang, nanofiltrasi banyak diterapkan pada proses pemurnian air, seperti pelunakan air, penghilangan warna, dan penghilangan mikropolutan.
Nanofiltrasi adalah proses yang menggunakan tekanan sebagai driing force. Proses separasi didasarkan pada ukuran molekul. !embran yang digunakan dalam proses nanofiltrasi memiliki retensi yang tidak terlalu besar terhadap garam unialen.
Prinsi& kerja nan)"iltrasi
Nanofiltrasi merupakan proses yang terjadi akibat perbedaan tekanan untuk memisahkan solute berukuran lebih besar dari larutan dengan menggunakan membran semipermeable. Proses ini dilakukan dengan cara mengalirkan larutan sepanjang permukaan membran dengan memanfaatkan beda tekanan. Filtrasi membran aliran crossflow menggunakan laju alir yang besar untuk meningkatkan laju permeate dan mengurangi kemungkinan terjadinya fouling. Partikel solute yang terejeksi * misal # garam terlarut terpisah bersama dengan arus aliran yang keluar dan tidak terakumulasi di permukaan membrane.
Pori pada membrane nanofiltrasi tidak bisa diamati dengan menggunakan mikroskop, walaupun begitu air masih bisa melewati membrane sedangkan garam multialent dan bahan organik dengan )! rendah akan terejeksi.
4ulit untuk memprediksi performansi dari membran nanofiltrasi, terutama bila terdapat lebih dari tiga macam solute dalam larutan tersebut karena rejeksi membrane dipengaruhi oleh ukuran, struktur, dan muatan dari komponen dalam larutan. "kibatnya, proses piloting sangat direkomendasikan pada aplikasi nanofiltrasi, apalagi bila hasil analisa air umpan tersedia secara lengkap.
#a$%ar /.' Nanofiltrasi
!ele%i,an Nan)"iltrasi $. )iaya operasi murah
&. :nergi yang diperlukan rendah '. Perawatan mudah
(. :fisiensi ruang
1. ika ada salah satu modul yang rusak, dapat diperbaiki secara parsial *tidak akan mempengaruhi kerja secara keseluruhan
>. ?amah lingkungan
A. !ampu memisahkan partikel sampai ukuran nanometer !ekurangan Nan)"iltrasi
$. )iaya inestasi awal cukup tinggi dan lebih mudah mengalami fouling &. Perhitungan terhadap ariabel yang mempengaruhi performansi membran
harus cermat
BAB III !ESIMPULAN
Filtrasi merupakan pemisahan partikel zat padat dari fluida dengan jalan melewatkan fluida melalui medium penyaring, dimana zat padat tersebut tertahan. Operasi filtrasi dijalankan untuk memisahkan bahan-bahan sehingga diperoleh bahan yang diinginkan berupa padatan atau cairan dan bahkan kedua-duanya.
Filter medium *medium penyaring adalah bahan padat berpori yang berfungsi menahan partikel-partikel padatan berukuran lebih besar dan meloloskan partikel padat berukuran lebih kecil dari diameter porinya bersama-sama dengan cairan.
%alam filtrasi terkadang di butuhkan perlakuan pendahuluan seperti pemanasan, pengadukan, koagulasi, flokolasi, dan penambahan filter aid. 6al ini desibabkan campuran atau larutan yang akan di filter merupakan fluida yang sangat non-newtonian, atau karena cake yang terbentuk sangat compressible sehingga cake dapat terdeformasi menjadi lapisan yang tidak permeabel. %an penambahan filter aid di sebabkan zat padat yang akan di filter sangat halus dan dapat membentuk ampas yang rapat dan impermeabel *tak-tembus fluida, yang dapat menyumbat medium filtrasi. 9ntuk itu dilakukan penambahan bahan penolong filtrasi *filter aid, seperti tanah diatom, silica, perlit, selulosa kayu yang
%"F/"? P94/"3"
+eankoplis, 5. , $B'. ransport 'rocess and /nit 0peration, &nd :dition
!ulder, !., $>, $asic 'rinciples of Mem&rane echnology, &nd edition, 3luwer "cademic Publisher, 6etherland.
!urniza, &=$$, Mem&ran 1ndustrial. "ailable at # http#77www.blogger.com7share post.gC
blog2%D(B>$A1>A(($A='&BEpost2%D'>1$&'1>>=>(A>1B1AEtargetDf acebook, %iakses pada & "pril &=$&
Notodarmojo, 4., dkk., &==(, 'engolahan %im&ah Cair mulsi Minyak dengan 'roses Mem&ran /ltrafiltrasi +ua-tahap liran Cross-Flo", Proc. 2/)
4ains E /eknologi, $*'>.", (1->&.
/im Penyusum, &=$=, 'anduan 'elaksanaan %a&oratorium 1nstruksional 1311, %epartemen /eknik 3imia # 2nstitut /eknologi )andung &=$=
/im Penyusun, &=$$, 'enuntun 'raktikum %a&oratorium eknik 4imia ,. Fakultas /eknik # 9niersitas ?iau &=$$
/imoti, 6., &==1, "plikasi eknologi Mem&ran pada 'em&uatan *irgin Coconut 0il (*C0), P/. Nawapanca "dhi 5ipta
