7/25/2019 4. FILTRASI
1/24
FILTRASI PRINSIP dan ALAT_ALATNYA
Pemisahan bahan secaramekanis (biasanya pemisahanantara fuida (cairan/gas) dengan
padatan) dengan menggunakanmedia flterdan beda tekanan
Produk fltrasi:Dapat berupa fltrat(cairan bebaspadatan) atau cake(kue padatan);tergantung asa apa yangberharga/yang akan dipungut.
Secara umum, 2 mekanisme utama pada ltrasi dapat digambarkansebagai berikut
!ekanisme (a) disebut sebagaiklarikasi, dimana partikel"partikel padatan dalam slurryakan tertahan #leh media lter(dapat berupa kain penyaring,tumpukan serat/sabut,tumpukan partikel penyaringmisalnya pasir dan batu).
!ekanisme (b) disebut sebagai
mekanisme pembentukan kuelter. $eristi%a ini ter&adi padasaat p#ri"p#ri pada media ltersudah penuh #leh partikelpadatan. $artikel"partikel dalamslurry akan tertumpuk diluarmedia membentuk kuepadatan, yang sekaligusberungsi sebagai mediapenyaring baru.
$ada beberapa lter (misalnyapada lter pelat), mekanisme(a) ter&adi sangat cepat,sehingga peristi%a ltrasidid#minasi #leh mekanisme (b).$ada lter yang lain (misalnyapada saringan pasir),mekanisme (a) mend#minasi,
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 1
7/25/2019 4. FILTRASI
2/24
sedangkan mekanisme (b) tidaksempat ter&adi.
'erdasarkan mekanisme pemisahannya, peristi%a ltrasi dapat
digateg#rikan kedalam &enis, yaitu
Filtrasi Aak(Sieve Filtration)
!edia lter menahan semua partikelpadatan yang ukurannya lebih besardaripada lubang"lubang media.!ekanisme (b) mend#minasi.
#nt#h *ilter cartridge
Deep Bed Filtration
$artikel"partikel padat masuk ke p#ri"p#ri media lter dan tertumpukdidalamnya. !ekanisme (a)mend#minasi. Selama pr#ses, p#ri"p#ri media lter akan mengecil dansetelah beberapa %aktu akan lubangp#ri akan tersumbat. $ada k#ndisi ini,
media lter harus dibersihkandengan cara pencucian balik (back-wash)
Dengan cara ini, partikel"partikelyang sangat halus dapat dipisahkandari cairannya, hanya denganmenggunakan lter yang relatikasar.
#nt#h Saringan pasir (sand flter)
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 2
7/25/2019 4. FILTRASI
3/24
Filtrasi !ue(cake fltration)
$emisahan a%al dilakukan #leh kainpenyaring (woven cloth) yang adapada lter (mekanisme (a)). $r#ses
ini berlangsung singkat. $emisahanselan&utnya ter&adi #leh kue berp#ri(porous cake) yang terbentuk selamapr#ses ltrasi berlangsung(mekanisme (b)). +leh karena itu,cairan yang dihasilkan saat a%alltrasi biasanya keruh.
#nt#h*ilter hisap (suction flter/vacuumflter), lter press (press flter).
Faktor"Faktor an# $em%en#aruhi !a%asitas Filtrasi
uas permukaan lter
'eda tekanan (antara kedua sisi lter)
-ahanan lter tahanan media lter dan tahanan kue lter
isk#sitas cairan
Luas %ermukaan flter &eda tekanan
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 3
7/25/2019 4. FILTRASI
4/24
Tahanan flter:-ahanan medialter
Tahanankuelter
!edia lter adalah sebuah lapisan berp#ri yang dapat terbentuk daribahan"bahan lepas atau terpadatkan (e.g. pasir; anyaman; kain;kertas; bahan p#limer sintetik, misalnya p#lipr#pilen, p#liamida;bahan"bahan keramik; grat; serat gelas; dan kue lter).
'iskositas cairan
isk#sitas cairan kecildaya ltrasi (¨ah cairan yang l#l#s melaluimedia lter) semakin besar.
isk#sitas dapat diperkecil dengan cara menaikkan suhu. kibatsampingan dengan adanya peningkatan suhu
Swellingpada media lter
0#r#si lebih cepat ter&adi
0elarutan kristal (yang akan dilter) meningkat
Daya ltrasi sebesar"besarnya dapat diper#leh &ika
uas permukaan lter besar
0etebalan kue kecil
'eda tekanan besar
'entuk kristal yang baik
danya bahan pen#l#ng lter
&ahan %enolon# flter
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 4
7/25/2019 4. FILTRASI
5/24
'erupa bahan padat dengan luas muka sangat besar, sehinggamemiliki kapasitas ads#rpsi sangat besar terhadap partikel"partikelpadatan sangat halus yang terlarut. Disamping itu, karena strukturnya,bahan pen#l#ng mampu membentuk kue lter dengan p#r#sitas tinggi.
#nt#h kieselguhr (batu"batu kerikil silikat), batu"batu 1ulkanik, seratasbes.
FA!T(R"FA!T(R )ALA$ P*$ILI+AN ALAT FILTRASIFaktor",aktor an# harus di%ertimban#kan dalam %emilihanflter
-uidelines %emilihan alat fltrasi:
-abel diba%ah adalah guideline pemilihan lter.
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 5
7/25/2019 4. FILTRASI
6/24
Diagram diba%ah menun&ukkan alg#ritma pemilihan lter yang tepatberdasarkan parameter utama kecepatan pertumbuhan kue(kecepatan penambahan ketebalan kue).
$arameter"parameter lain yang perlu dipertimbangkan antara lainkandungan padatan dalam slurry, #perasi (batch atau k#ntinyu),bahan yang akan dimanaatkan (ltrat atau kue padatannya), danlain"lain.
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 6
7/25/2019 4. FILTRASI
7/24
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 7
7/25/2019 4. FILTRASI
8/24
!LASIFI!ASI FILTRASI
3. 'erdasarkan DRIVING FR!"
#$drostatic #ead(gra1itasi) lter e.g. saringan pasir (sand flter)
"%cess pressure (penggunaan tekanan tinggi pada upstream
lter) e.g. lter press Vacuum pressure (penggunaan tekanan 1akum pada
downstreamlter) e.g. r#tary drum lter !entri&ugation(penggunaan gaya sentriugal) e.g. centriuge
2. 'erdasarkan !4056S!4 *6-7S6 Deep 'ed Filtration/!lari&$ing Filtration padatan terperangkap
dalam p#ri"p#ri/r#ngga"r#ngga medium lter. 4.g. Saringan pasir !ake fltration padatan tertahan pada media lter dan
tertumpuk membentuk cake. kumulasi padatan menyebabkan
cake semakin lama semakin tebal. 4.g. plate flter, cartridgeflter, rotar$ flter.
. 'erdasarkan -8985 *6-7S6 Padatan/cake merupakan bahan yang diinginkan (e.g.
penyaringan kristal garam/mineral, a+ dll. Filtratsebagai bahan yang diinginkan (e.g. penyaringan minyak
sayur, minuman). !eduana(ltrat dan padatan) sebagai bahan yang diinginkan
(penyaringan minuman ringan dari karb#n akti, penyaringankatalis dari pr#duk reaksi).
:. 'erdasarkan S608S +$47S6nya *iltrasi &AT.+, e.g.plate flter, sand flter, lea& flter *iltrasi !(NTINY/, e.g. rotar$ drum vacuum flter
. 'erdasarkan 04D5 $D-5 Incompressible solid cake tidak mengalami
de#rmasi/pemampatan 1#lume !ompressible solid cake mengalami de#rmasi/pemampatan
1#lume
-abel diba%ah men&elaskan klasikasi lter berdasarkan dri1ing #rceyang dikenakan untuk memisahlkan partikel padatan dari cairannya
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 8
7/25/2019 4. FILTRASI
9/24
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 9
7/25/2019 4. FILTRASI
10/24
7/25/2019 4. FILTRASI
11/24
Filter Plat 0Plate Filter2
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 11
7/25/2019 4. FILTRASI
12/24
Filter Press Pelat dan &in#kai 0Plate and Frame FilterPress21
lat ini terdiri atas pelat (plate) dan bingkai (&rame) yang disusun
berselang"seling. !edia lter (kain kan1as, kain sintetis, kertas lteratau anyaman ka%at halus) dipasang pada kedua sisi plate.
$ermukaan plate tidak rata, tetapi mempunyai alur"alur untuk salurancairan (corrugated). 0ue padatan terbentuk pada rame. $rinsip ker&a#perasi ltrasi dapat dilihat pada gambar diba%ah.
(a). $r#ses *iltrasi Slurry
(b). $r#ses $encucian kue.
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 12
7/25/2019 4. FILTRASI
13/24
$r#ses pencucian kue dapat di&alankan dengan system aliran yangsama seperti ltrasi, yaitu air pencuci dialirkan masuk melalui saluran"saluran pada semua plate dan keluar melalui rame setelah menembuskue (lihat gambar a). $encucian dapat pula dilakukan dengan hanyamengalirkan air pencuci pada salah satu plate, dan keluar melalui
saluran pada plate diseberangnya setelah menembus kue (lihatgambar b). =al ini dilakukan &ika rame terisi penuh dengan kue.
(c). (latedan Framedari *ilter.
(d). Skema Sederhana +perasi *iltrasi dari (late and Frame Filter.
da lebih dari 3>> 1ariasi desain lter plate and &rame. (late and&ramedapat terbuat dari l#gam, l#gam berpelapis, plastik atau kayu.8kuran plate and &rame flter ber1ariasi dari 3>?3> cm2 (:?: in2)sampai 3.?3.@ m2 (A3?B3 in2), dengan ketebalan rame antara >. C
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 13
7/25/2019 4. FILTRASI
14/24
2> cm (>.32 " @ in). -ekanan #perasi biasanya sekitar 3>> psig (untukplatel#gam), atau sekitar A> C B> psig (untukplateplastik atau kayu).
(e). 9enis lain (late and Frame Filter !hamber Filter.
Filter Daun 0Leaf Filter21
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 14
7/25/2019 4. FILTRASI
15/24
(a). *ilter Daun ertikal
(b3). 'entuk ain *ilter daun ertikal dan +perasinya dan (b2). #nt#hdetil lembar daun lter
$ada prinsipnya, lter tersusun atas nyaman ka%at yang diselubungi#leh kain penyaring pada kedua sisinya, sehingga nampak sepertilembaran daun. Daun ini dicelupkan kedalam slurry, dengan
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 15
7/25/2019 4. FILTRASI
16/24
penekanan pada bagian luar (sisi slurry) atau dengan pem1akumandari dalam lter (sisi ltrate).
da beberapa tipe lter daun, antara lain
S%eetland type lter p#sisi daun tetap
alle type lter daun lter dapat diputar, sehingga ketebalankue dapat lebih seragam.
0elly lea lter.
Filter Nutsce
*ilter Nutsche merupakan m#dikasi dan scale up dari lter yangdigunakan untuk mengetes pr#ses separasi di lab#rat#rium (batch,skala kecil). Dalam lter 5utsche yang m#dern, beberapa pr#sessekaligus ter&adi, mulai dari kristalisasi dan presipitasi (pengendapanpadatan), ltrasi (pemisahan padatan, pencucian, dewatering) dan
pengeringan (baik dengan pem1akuman maupun dengan k#n1eksi).
.2 sampai 33.>m, dengan luas permukaan untuk ltrasi antara >.2 sampai A. m2,dengan 1#lume kue padatan antara >.>@ sampai .3 m.
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 16
7/25/2019 4. FILTRASI
17/24
II1 FILTRASI !(NTINY/ 0CONTIN!O!S FILTRATION2
0ebanyakan lter k#ntinyu di#perasikan pada tekanan 1akum,
sehingga seringkali disebut sebagai vacuum flters.
Vacuum Filtersdiklasikasikan sbb
Rotar" Drum #acuum Filter0RD#F2
'erdasarkan tempat terbentuknya kue padatan, Rotar$ Drum VacuumFilterdapat dibedakan men&adi 2 &enis, yaitu (a). "%ternal RDVF, dan(b). Internal RDVF.
7/25/2019 4. FILTRASI
18/24
"%ternal RDVF Internal RDVF
$ada "%ternal RDVF, slurry terletak diluar silinder lter (bagian luarsilinder lter sebagian tercelup dalam slurry) sehingga kue padatanakan terbentuk pada permukaan luar silinder. $ada 6nternal 7D*,slurry terletak didalam silinder lter, sehingga kue padatan akanterbentuk dibagian dalam silinder lter.
7D* laim digunakan untuk kecepatan pembentukan kue yang tinggi.0ecepatan slurry E liter/menit, dengan k#nsentrasi padatan E 3F
dan diameter partikel padatan G >. Hm dan 1isk#sitas cairan I 3>>cp.
$ada diktat ini, yang akan dibahas adalah e%ternal RDVF(selan&utnyadisebut RDVF sa&a). Secara skematis, diagram dari RDVF adalahsebagai berikut
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 18
7/25/2019 4. FILTRASI
19/24
7/25/2019 4. FILTRASI
20/24
'eberapa cara pengambilankue pada RDVF.
Filter .akram &er%utar 0Rotar" Dis$ Filter3 RDF2
Rotar$ Disk Filter tersusun atas cakram"cakram lter yang dipasang
1ertikal dalam sebuah casing. Sebagian permukaan cakram tercelupdalam slurry. akram"cakram berputar, dan slurry terhisap kedalamcakram dan dikeluarkan/ditampung kedalam sebuah tangkipenampung sementara. 0ue padatan terbentuk pada permukaan luarcakram (lihat gambar diba%ah).
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 20
7/25/2019 4. FILTRASI
21/24
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 21
7/25/2019 4. FILTRASI
22/24
Rotar$ Disk Filter(tampak samping)
0ue padatan pada permukaanluar cakram 7D*
'ahan dari cakran dapat terbuat dari l#gam, plastik atau kayu. *raksicakram yang tercelup dalam slurry sekitar >">F.
*ilter cakram ini disukai karena esien dalam penggunaan tempat(tempat minimum untuk luas lter yang besar). uas permukaan lterdapat mencapai >> m2(>> t2). 0erugiannya adalah pencucian kuetidak eekti.
Filter $e4a 'akum 0#acuum Ta%le Filter& #TF2
Vacuum )able Filtertermasuk kel#mp#k lter dengan umpan slurry dariatas (top &eed). -* berbentuk seperti me&a bundar yang perputarpada sumbunya. airan slurry dialirkan kepermukaan lter.$em1akuman pada sisi ba%ah lter akan menyed#t ltrat danmeninggalkan kue padatan pada permukaan lter (lihat gambardiba%ah).
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 22
7/25/2019 4. FILTRASI
23/24
Diagram skematis ker&a Vacuum)able Filter.
8kuran lter (diameter) >.J C B m ( C 2: t), dengan area eekti untuk
ltrasi sekitar @>F dari luasan t#tal. 0ue biasanya dikeluarkan seletahmen&alani BF putaran lter.
Filter &an &er4alan 0Belt Filter2
'elt lter h#ris#ntal merupakan salah saru &enis 1akum lter yangpaling sering digunakan di industri, karena feksibilitasnya dalampeng#perasian, tahan terhadap slurry yang k#r#si dan mempunyaikapasitas besar.
0ecepatan belt merupakan salah satu parameter penting yang harusdiset dalam pemakaiannya. 'atasan utama terhadap kecepatan beltadalah batasan mekanis. 'eban belt dengan cake yang ada diatasnyamen&adi pertimbangan utama dalam merancang kecepatan belt.!eskip#un demikian, belt fltermerupakan lter yang tercepat untuksaat ini, dengan kecepatan dapat mencapai > m/menit.
0etebalan kue 3>> C 3> mm (maksimum)uas akti untuk ltrasi >.3@ C 32> m2.
'eberapa keuntungan penggunaan lter belt antara lain (a). Siklusltrasi dapat dik#ntr#l dengan baik; (b). dischargekue dapat ber&alaneekti; (c). pembersihan media lter dan belt relati mudah.
Diba%ah ini adalah skema peng#perasian belt flter dan salah satu&enis belt flteryang ada dipasaran.
Filtrasi Prinsip dan Alat-Alat 23
7/25/2019 4. FILTRASI
24/24