LAPORAN PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA FIL
LAPORAN
PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
FILTRASI
ACARA D-6
Disusun oleh
Aderani Amriva
121140130
Redhika Devi K
121140137
LABORATORIUM PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL”VETERAN”
YOGYAKARTA
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, atas rahmat dan
karunia- Nya kami dapat menyelesaikan laporan praktikum dasar teknik kimia ini.
Laporan ini kami susun untuk melengkapi praktikum yang telah kami laksanakan
di Laboratorium Dasar Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Yogyakarta.
Dengan tersusunnya laporan ini, penyusun mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Ir. Danang jaya M.T., selaku Kepala Laboratorium Dasar Teknik Kimia.
2. Perdana Putera Anugrah D.A selaku asisten pembimbing acara Filtrasi.
3. Rekan-rekan satu plug.
4. Segenap Staf Laboratorium PDTK UPN ”Veteran” Yogyakarta.
5. Semua pihak yang telah membantu kami dalam pelaksanaan dan
penyusunan makalah seminar ini.
Penyusun menyadari masih banyak kekurangan yang terdapat dalam
laporan ini. Oleh karena itu, saran yang bersifat membangun sangat kami
harapkan dan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Yogyakarta, 30 Mei 2016
Penyusun
iii
DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL. .................................................................................................i
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................................ii
KATA PENGANTAR ...............................................................................................iii
DAFTAR ISI ..............................................................................................................iv
DAFTAR TABEL ......................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................vi
DAFTAR LAMBANG ..............................................................................................vii
INTISARI...................................................................................................................viii
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................................1
1.1. Latar Belakang Percobaan .........................................................................1
1.2. Tujuan Percobaan ......................................................................................1
1.3. Tinjauan Pustaka........................................................................................2
1.4. Hipotesa .....................................................................................................6
BAB II PELAKSANAAN PERCOBAAN ..............................................................7
2.1. Bahan .........................................................................................................7
2.2. Alat & Rangkaian Alat ..............................................................................7
2.3. Cara Kerja ..................................................................................................8
2.4. Diagram Alir ..............................................................................................10
2.5. Analisis Perhitungan ..................................................................................11
BAB III HASIL PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ..................................13
3.1. Hasil Perhitungan.......................................................................................13
3.2. Pembahasan ...............................................................................................20
BAB IV PENUTUP ..................................................................................................21
4.1 Kesimpulan .................................................................................................21
4.2 Kritik dan Saran ..........................................................................................21
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iv
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1. Hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi ..........................13
Tabel 2. Hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi air cucian ............14
Tabel 3. Hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi ..........................15
Tabel 4. Hubungan antara Y data, Y hitung dan % kesalahan ...................................16
Tabel 5. Data absorbansi dan konsentrasi ..................................................................17
Tabel 6. Hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi .............................18
Tabel 7. Hubungan antara y data, y hitung dan % kesalahan ....................................19
v
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 1. Horizontal Plate Filter .............................................................................2
Gambar 2. Rotary Vacum Filter .................................................................................3
Gambar 3. Plate Frame Filter Press............................................................................3
Gambar 4. Rangkaian Alat .........................................................................................7
Gambar 5. Grafik Hubungan antara volume filtrasi dengan dt/dv .............................16
Gambar 6. Grafik hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi ..........................17
Gambar 7. Grafik Hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi air
cucian ......................................................................................................19
vi
DAFTAR LAMBANG
A
= Luas medium filtrasi, (cm2)
Cv
= Konstanta filtrasi, (gram/cm3)
Cw
= Konsentrasi air cucian, (mg/ml)
K
= Permeabilitas
topt
= Waktu optimum, (detik)
ts
= Waktu siklus, (detik)
tw
= Waktu pencucian, (detik)
tp
= Waktu bongkar pasang,(detik)
V
= Volume filtrat, (ml)
Ve
= Volume ekivalen, (ml)
Vf
= Volume filtrat, (ml)
Vopt
= Volume optimum,(ml)
Vw
= Volume air cucian, (ml)
X
= Porositas cake
x
= Fraksi massa padatan dalam slurry
= 1/kecepatan filtrasi, (detik/ml)
(-)Pc
= Penurunan tekanan melalui cake, (gram/ml)
µ
= Viskositas, (gram/cm.detik)
= Densitas (gram/ml)
vii
INTISARI
Filtrasi adalah proses dimana suatu campuran heterogen antara padatan dan cairan dari
suatu larutan yang dipisahkan oleh suatu filter medium, dimana cairannya akan terus mengalir
melewati medium porous, tetapi padatannya tertahan. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk
mengetahui hubungan antara volume filtrasi dengan kecepatan filtrasi, hubungan antara volume
cucian dengan konsentrasi air cucian, dan menentukan nilai volume ekivalen (Ve), konstanta
filtrasi (Cv), volume optimum (Vopt), dan waktu optimum (topt ).
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah filter press, pompa, pengaduk listrik,
manometer, filter cloth, tangki, tabung reaksi, pengukur waktu, timbangan dan spektrometer.
Bahan yang digunakan adalah CaCO3, Methyl Orange, dan air. Dalam percobaan ini mula-mula
membuat suspensi dengan mencampur CaCO3 sebanyak 200 gram ke dalam 6000 ml air dan
ditambah dengan 2 gram Methyl Orange. Sebelum proses filtrasi dimulai, dilakukan uji kebocoran
terlebih dahulu, kemudian campuran diaduk dengan pengaduk listrik dalam tangki suspensi dan
dialirkan melalui filter. Setiap volume 500 ml filtrat yang keluar dicatat waktunya. Setelah filtrasi
selesai dilanjutkan dengan pencucian menggunakan air, dan setiap kelipatan 500 ml air cucian
yang keluar diambil sampelnya dalam tabung reaksi dan dicatat waktunya. Sampel diamati
absorbansinya dengan menggunakan spektrometer dan dicari konsentrasinya dengan menggunakan
grafik standard absorbansi vs konsentrasi.
Dari hasil percobaan didapat kesimpulan bahwa semakin lama waktu filtrasi maka
kecepatan filtrasi akan semakin menurun. Karena adanya cake yang makin membesar sehingga
menutup pori-pori filter cloth dan menghambat laju aliran. Semakin besar volume air pencucian
maka nilai absorbansinya semakin menurun, sehingga kosentrasi air cucian juga menurun karena
cake dianggap sudah bersih dari filtrat dan nilai absorbansinya akan mendekati konstan..
Keyword: cake, filtrasi, frame filter press
viii
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perlakuan bahan baku dalam industri banyak sekali macamnya karena kita
akan dihadapkan dengan bahan-bahan yag berbentuk padat, cair, dan gas atau
kombinasi antara ketiga bentuk bahan tersebut. Adakalanya kita perlu
memisahkan zat yang bercampur satu sama lain. Disini pemisahan padatan
dengan cairan dapat digunakan operasi pengendapan atau filtrasi. Filtrasi ini
meliputi ragam operasi mulai dari yang sederhana sampai operasi yang rumit,
sehingga perlu dipelajari.
Pemisahan secara filtrasi ini dapat dijalankan tergantung dari banyak hal
diantaranya ukuran partikel padatan, jumlah bahan yang akan dipisahkan dan
sifat dari bahan itu sendiri. Dengan demikian dalam masalah ini akan ditinjau
hal-hal yang berhubungan dengan filtrasi baik mengenai operasinya maupun
teori-teori yang berhubungan dengan filtrasi. Hasil filtrasi biasanya berupa
padatan dan cairan, oleh sebab itu operasi filtrasi sangat dipengaruhi oleh
pemilihan filter yang sesuai dengan sistem. Didalam pengelolaan lingkungan,
kita sering dihadapkan dengan masalah-masalah yang berhubungan dengan
filtrasi, misalnya pemisahan limbah padat yang harus dipisahkan dari limbah
cair sebelum dibuang.
1.2 Tujuan Percobaan
1. Mempelajari hubungan antara volume filtrasi (V) dengan kecepatan
filtrasi(dt/dv).
2. Mempelajari hubungan antara volume air cucian (Vw) dengan konsentrasi
air cucian (Cw).
3. Mencari harga :
a.Konstanta filtrasi(Cv)
b.Volume ekuivalen(Vc)
c.Volume Optimum(VOpt)
d.Waktu Optimum(tOpt)
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
1
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
1.3 Tinjauan Pustaka
Filtrasi adalah proses dimana suatu campuran heterogen antara padatan
dan cairan dari suatu larutan yang dipisahkan oleh suatu filter medium,
dimana cairannya akan terus mengalir melewati medium porous, tetapi
padatannya tertahan. Medium porous ini adalah cake yang dibentuk oleh
padatannya sendiri yang terkumpul
karena tertahan oleh filter medium
primer (kain penyaring). Fluidanya mungkin berupa zat cair atau gas. Gaya
pendorong pada operasi filtrasi dapat berupa gaya berat, tekanan, vakum,
sentrifugal.
Jenis-Jenis Alat Filtrasi, yaitu :
1. Horizontal Plate Filter
Gambar 1. Horizontal plate filter
Biasanya digunakan dalam industri kecil, filter jenis ini digunakan
untuk kapasitas filtrasi yang kecil. Filtrasi terjadi pada bagian atas setiap
plate yaitu bagian bawah cake. Cake yang yang terbentuk akan
terakumulasi pada
filter. Untuk mengambil cake yang terbentuk,
dilakukan dengan membongkar badan filter. Penambahan lubang dapat
dilakukan bila dirasa laju pengeluaran cairan kurang lancar.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
2
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2. Rotary Vacum Filter (RVP)
Gambar 2. Rotary vacum filter
RVP yang paling banyak digunakan dalam industri kimia yang
mempunyai kapasitas cukup besar dan mampu memisahkan padatan yang
sukar dipisahkan. Desain RVP sangat bervariasi yang dilengkapi oleh
drum yang terus berputar. Tekanan dalam drum mendekati vakum,
sedang diluar drum tekanannya atmosferik. Drum dimasukkan kedalam
cairan yang mengandung suspensi yang akan difiltrasi, dan kecepatan
putaran drum sangat rendah. cairan tertarik melalui filter karena
perbedaan tekanan, sedangkan padatan akan tertinggal diluar permukaan
drum membentuk cake. Pengambilan cake dilakukan dengan memasang
pisau yang ditempelkan pada dinding luar drum.
3. Plate Frame Filter Press
Gambar 3. Plate frame filter press
Filter press terdiri atas seperangkat frame dan plate yang dirancang
untuk memberikan sederetan ruang dimana zat padat akan tertahan.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
3
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
Frame ditutup dengan medium filter yang disebut dengan filter cloth.
Umpan masuk kedalam masing-masing komponen itu dengan tekanan,
cairannya akan melalui cloth dan keluar pipa pengeluaran meninggalkan
padatan didalam ruang tersebut.
Dalam filtrasi dikenal ada dua macam filter yaitu :
1. Filter medium primer.
Pada filtrasi filter medium primer bukan merupakan filter yang
sesungguhnya. Filter medium primer dapat berupa kain saring atau kertas
saring. Adapun fungsi dari filter medium primer adalah sebagai penahan
zat padat pada permukaan filtrasi atau dapat juga sebagai pembuat filter
medium sekunder.
2. Filter medium sekunder
Filter
medium
sekunder
merupakan
filter
medium
yang
sesungguhnya, yaitu berupa cake yang dibentuk oleh partikel padat yang
tertahan filter medium primer. Makin lama operasi filtrasi, cake yang
terbentuk makin tebal, sehingga penekanan cake terhadap filtrat yang
melewatinya akan semakin besar. Untuk pencucian bahan terlarut yang
terperangkap didalam ampas filter (cake) dapat digunakan pelarut yang
dapat tercampur dengan filtrat itu. Sebagai bahan pencuci yang paling
lazim digunakan adalah air.
Medium filter pada setiap filtrasi harus memenuhi syarat-syarat sebagai
berikut :
1. Harus dapat menahan zat padat yang akan disaring dan menghasilkan
filtrat yang cukup bening.
2. Tidak mudah tersumbat.
3. Harus tahan baik secara kimia maupun fisika dalam kondisi proses.
4. Harus memungkinkan penumpukan ampas/cake secara total dan bersih.
5. Pengadaan alat dan proses tidak terlalu mahal.
Proses
yang
digunakan
dalam
percobaan
ini
adalah
filtrasi
secara batch. Dalam filtrasi yang bekerja secara batch perlu diamati ketebalan
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
4
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
cake yang terbentuk, karena bila cake yang terbentuk sudah terlalu banyak,
filtrasi harus dihentikan untuk membuang cakenya, sehingga waktu yang
digunakan dapat lebih efisien.
Pada pencucian, pekerjaan dianggap selesai bila air cucian yang keluar
sejernih mungkin atau sudah tidak berubah intensitas warnanya. Untuk
analisa air cucian diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrometer,
selanjutnya konsentrasi didapat dengan cara memplotkan nilai absorbansinya
tadi pada grafik standard absorbansi vs konsentrasi air cucian.
(Brown, 1978)
Spektrofotometer
Spektofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur
absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang
tertentu pada suatu kaca atau kuarsa yang disebut kuvet. Sebagian dari cahaya
tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Nilai absorbansi dari
cahaya yang dilewatkan akan sebanding dengan konsentrasi larutan di dalam
kuvet. Fungsi alat spektofotometer dalam laboratorium adalah mengukur
transmitansi atau absorbansi suatu contoh yang dinyatakan dalam fungsi
panjang gelombang.
Prinsip kerja spektrofotometer adalah bila cahaya (monokromatik maupun
campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk
akan dipantulkan, sebagian di serap dalam medium itu, dan sisanya
diteruskan. Nilai yang keluar dari cahaya yang diteruskan dinyatakan dalam
nilai absorbansi karena memiliki hubungan dengan konsentrasi sampel. Studi
spektrofotometri dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual yang
lebih mendalam dari absorbsi energi. Hukum Beer menyatakan absorbansi
cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi dan ketebalan bahan/medium.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
5
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
1.4
Hipotesa
1. Jika volume filtrasi pada percobaan proses filtrasi semakin banyak,
maka kecepatan filtrasi akan semakin menurun karena larutan suspensi
yang mengalir melewati filter akan meninggalkan padatan berupa cake
yang semakin lama akan semakin tebal sehingga menyebabkan
kecepatan aliran filtrasi akan menurun.
2. Dan jika volume air cucian pada percobaan proses pencucian yang
digunakan semakin banyak, maka konsentrasi air cucian yang keluar
melewati filter konsentrasinya akan semakin menurun karena filtrate
yang masih tertampung di cake akan terbawa oleh air cucian dan
semakin
lama
jumlah
filtrat
akan
semakin
habis
sehingga
konsentrasinya akan menurun.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
6
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
BAB II
PELAKSANAAN PERCOBAAN
2.1. Alat-alat yang digunakan :
a. Alat Utama
Gambar 4. Rangkaian Alat
Keterangan gambar :
f. kran ke tangki penampung
1. Tangki air cucian
filtrat
2. Tangki suspensi
g. kran ke filter
3. Pengaduk
5. Pompa
4. a. kran tangki air cucian
6. Manometer
b. kran tangki suspensi
7. Volumeter
c. kran pompa
8. Tangki penampung filtrat
d. kran bypass
9. Filter Plate
e. kran pembuangan
10. Filter Cloth
11. Filter Frame
b. Alat Pembantu
1. Tabung reaksi
2. Pengukur waktu
3. Gelas ukur
4. Timbangan
5. Spektrofotometer
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
7
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2.2. Bahan-bahan yang digunakan :
1. CaCO3
2. Methyl Orange (MO)
3. Air
2.3. Cara Kerja
1. Proses Filtrasi
Membuat suspensi CaCO3 sebanyak 200 gram kedalam 6 liter air dan
2 gram Methyl Orange (MO). Mengukur diameter dalam frame filter
press. Memasang rangkaian alat filter plate, frame, dan cloth dan mencatat
waktunya. Mengisi tangki 1 dengan air dan tangki 2 dengan suspensi
CaCO3 sesudah menghidupkan pengaduk listrik terlebih dahulu yang ada
pada tangki 2. Melakukan uji kebocoran dengan cara, membuka kran 4a,
menghidupkan pompa dan membuka kran 4c untuk mengatur tekanan dan
kecepatan aliran. Bila terjadi kebocoran, pompa dimatikan untuk
membongkar dan memasang kembali rangkaian alat filter. Menutup kran
4a setelah tidak terjadi kebocoran, sedangkan kran yang lain tetap pada
posisi semula. Memulai filtrasi dengan membuka kran 4b dan
menghidupkan pompa. Menampung filtrat dan mencatat waktunya setiap
kelipatan 500 ml. Menghentikan filtrasi bila suspensi sudah habis dan
mematikan pompa untuk dilanjutkan dengan pencucian. Mengkonversi
absorbansi dan transmitansi menjadi konsentrasi dengan menggunakan
grafik standar.
2. Proses Pencucian
Mengisi tangki 1 dengan 6 liter air, menutup kran 4b dan membuka
kran 4a, sedangkan posisi kran yang lain tetap. Menghidupkan pompa.
Menampung air dalam tabung reaksi setiap kelipatan 500 ml air yang
keluar dari lubang filter frame dan mencatat waktunya. Mematikan pompa
setelah air cucian habis. Mengukur absorbansi sampel air cucian dengan
menggunakan spektometer sampai nilai absobansinya konstan.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
8
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2.4. Diagram Alir
1.Proses Fitrasi
Membuat suspensi CaCO3 sebanyak 200gram kedalam 6 liter air dan
2 gram Methyl Orange (MO).
Mengukur diameter dalam frame filter press.
Memasang rangkaian alat filter plate, frame, dan cloth dan mencatat
waktunya.
Mengisi tangki 1 dengan air dan tangki 2 dengan suspensi CaCO3 sesudah
menghidupkan pengaduk listrik terlebih dahulu yang ada pada tangki 2
Sesudah menghidupkan pengaduk listrik terlebih dahulu yang ada pada
Melakukan uji kebocoran
Memulai filtrasi dengan membuka kran 4b dan menghidupkan pompa.
Menampung filtrat dan mencatat waktunya setiap kelipatan 500 ml.
Menghentikan filtrasi bila suspensi sudah habis dan mematikan pompa
untuk dilanjutkan dengan pencucian.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
9
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2.Proses Pencucian
Mengisi tangki 1 dengan 6 liter air, menutup kran 4b dan membuka kran
4a, sedangkan posisi kran yang lain
Menghidupkan pompa, posisi kran yang lain tetap
Menampung air dalam tabung reaksi setiap kelipatan 500 ml air yang
keluar dari lubang filter frame dan catat waktunya keluar dari lubang filter
frame dan mencatat waktunya.
Mematikan pompa setelah air cucian habis
Mengukur absorbansi sampel air cucian dengan menggunakan
spektometer sampai nilai absobansinya konstan.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
10
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2.5 Analisis Perhitungan
1. Menentukan hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi.
(
)
(
)
2. Menentukan konstanta filtrasi (Cv) dengan menggunakan slope (a)
dari persamaan hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi.
Slope :
(
)
3. Menentukan volume ekivalen (Ve) dengan menggunakan intercept
(b)dari persamaan hubungan antara volume filtrat dengan
kecepatanfiltrasi.
Intercept :
(
)
4. Menentukan waktu pencucian (tw).
(
(
)
)
5. Menentukan waktu filtrasi (tf).
(
)
(
)
6. Menentukan waktu siklus (t siklus).
t siklus = tf + tw + tp
7. Menentukan volume optimum (Vpt)
[
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
(
)
]
11
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
8. Menentukan waktu optimum (t opt).
(
)
[(
)
(
)]
9. Menentukan hubungan antara konsentrasi air cucian dengan volume
air cucian.Untuk menentukan hubungan diatas digunakan persamaan
eksponensial, yaitu :
(Brown, 1978)
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
12
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
BAB III
HASIL PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
3.1. Hasil Perhitungan
Data hasil percobaan :
Berat CaCO3
: 200 gram
Berat MO
: 2 gram
Volume larutan
: 6 liter
Waktu bongkar pasang
: 5 menit
Jumlah filter plate
: 7 buah
Jumlah filter frame
: 6 buah
Jumlah filter cloth
: 12 buah
Tekanan pompa
: 10 Psi/ 0.7 bar
Waktu filtrasi
: 8.00 menit
Waktu pencucian
: 7.00 menit
Tabel 1. Hubungan antara kecepatan filtrasi dengan volume filtrasi
No
(cm3)
Volume
Waktu
filtrasi (cm3)
(detik)
1
500
31
31
500
0,062
2
1000
54
23
500
0,046
3
1500
79
25
500
0,05
4
2000
100
21
500
0,042
5
2500
129
29
500
0,058
6
3000
153
24
500
0,048
7
3500
179
26
500
0,052
8
4000
204
25
500
0,05
9
4500
229
25
500
0,05
10
5000
283
54
500
0,108
11
5500
324
41
500
0,082
12
6000
480
156
500
0,312
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
(detik)
(detik/cm3)
13
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
Tabel 2. Hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi cairan
No Volume air
Waktu
Konsentrasi
cucian (ml)
(detik)
air cucian
1
500
76
0,186403509
0,09
2
1000
95
0,149122807
0,056
3
1500
115
0,143640351
0,051
4
2000
131
0,141447368
0,049
5
2500
151
0,138157895
0,046
6
3000
166
0,137061404
0,045
7
3500
183
0,130482456
0,039
8
4000
196
0,123903509
0,033
9
4500
218
0,118421053
0,028
10
5000
256
0,114035088
0,024
11
5500
371
0,105263158
0,016
12
6000
420
0,097587719
0,009
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
Absorbansi
14
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
1. Menentukan hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi
Tabel 3. Hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi
No Volume
(Y)
X2
X.Y
(X)
1
500
0,062
250000
31
2
1000
0,046
1000000
46
3
1500
0,05
2250000
75
4
2000
0,042
4000000
84
5
2500
0,058
6250000
145
6
3000
0,048
9000000
144
7
3500
0,052
12250000
182
8
4000
0,05
16000000
200
9
4500
0,05
20250000
225
10
5000
0,108
25000000
540
11
5500
0,082
30250000
451
12
6000
0,312
36000000
1872
39000
0,96
162500000 3995
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
15
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
Tabel 4. Hubungan antara Y data dan Y hitung
No
Volume filtrasi
(cm3) X
Y data
Y hitung
% kesalahan
1
500
0,062
0,012692308
79,52853598 %
2
1000
0,046
0,02493007
45,8041958 %
3
1500
0,05
0,037167832
25,66433566 %
4
2000
0,042
0,049405594
17,63236763 %
5
2500
0,058
0,061643357
6,281649385 %
6
3000
0,048
0,073881119
53,91899767 %
7
3500
0,052
0,086118881
65,61323292 %
8
4000
0,05
0,098356643
96,71328671 %
9
4500
0,05
0,110594406
121,1888112 %
10
5000
0,108
0,122832168
13,73348873 %
11
5500
0,082
0,13506993
64,71942691 %
12
6000
0,312
0,147307692
52,78599606 %
% kesalahan rata-rata
53,63202706 %
Dibuat grafik hubungan antara volume filtrasi dengan
sebagai berikut:
0,35
y = 2E-05x + 0,0005
R² = 0,46
0,3
dt/dv
0,25
0,2
Y data
0,15
Linear (Y data)
0,1
0,05
0
0
2000
4000
Volume
6000
8000
(cm3)
Grafik 5. Hubungan antara volume filtrasi dengan dt/dv
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
16
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2. Menentukan hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi air cucian
Tabel 5. Data absorbsi dan konsentrasi air cucian
No
Konsentrasi Absorbansi
1
0,1
0,034
2
0,2
0,098
3
0,3
0,17
4
0,4
0,254
5
0,5
0,358
6
0,6
0,493
7
0,7
0,594
8
0,8
0,687
9
0,9
0,723
10
1
0,806
0,9
y = 0,9129x - 0,0804
R² = 0,9904
0,8
Absorbansi
0,7
0,6
0,5
0,4
ABSORBANSI
0,3
Linear (ABSORBANSI)
0,2
0,1
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Konsentrasi
Grafik 6. Hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
17
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
Tabel 6. Hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi
Volume
Konsentrasi
(X)
(Y)
1
500
2
X2
Ln Y
X LnY
0,18640351
250000
-1,679842
-839,92078
1000
0,14912281
1000000
-1,902985
-1902,9851
3
1500
0,14364035
2250000
-1,940443
-2910,664
4
2000
0,14144737
4000000
-1,955828
-3911,6552
5
2500
0,13815789
6250000
-1,979358
-4948,3952
6
3000
0,1370614
9000000
-1,987326
-5961,9788
7
3500
0,13048246
12250000
-2,036516
-7127,8077
8
4000
0,12390351
16000000
-2,088252
-8353,0087
9
4500
0,11842105
20250000
-2,133509
-9600,7894
10
5000
0,11403509
25000000
-2,171249
-10856,245
11
5500
0,10526316
30250000
-2,251292
-12382,105
12
6000
0,09758772
36000000
-2,327004
-13962,022
39000
1,585526316 162500000 -24,45360
-82757,5769
No
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
18
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
Tabel 7. Hubungan antara Y data dan Y hitung
No
Volume filtrasi (X)
Y data
Y hitung
% kesalahan
1
500
0,186404
0,168021
9,861619 %
2
1000
0,149123
0,160505
7,632551 %
3
1500
0,14364
0,153325
6,741946 %
4
2000
0,141447
0,146466
3,547728 %
5
2500
0,138158
0,139913
1,270652 %
6
3000
0,137061
0,133654
2,485767 %
7
3500
0,130482
0,127675
2,151329 %
8
4000
0,123904
0,121964
1,565504 %
9
4500
0,118421
0,116508
1,615682 %
10
5000
0,114035
0,111296
2,402169 %
11
5500
0,105263
0,106317
1,001109 %
12
6000
0,097588
0,101561
4,071362 %
% kesalahan rata-rata
3,695618 %
0,2
0,18
y = 0,1756e-9E-05x
R² = 0,9216
0,16
Konsentrasi
0,14
0,12
0,1
konsentrasi
0,08
Expon. (konsentrasi)
0,06
0,04
0,02
0
0
2000
4000
6000
8000
Volume
Grafik 7. Hubungan volume air cucian dengan konsentrasi air cucian
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
19
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
3.2 Pembahasan
Dari hasil percobaan dan perhitungan diperoleh hasil hubungan antara
volume filtrasi dan kecepatan filtrasi adalah berbanding terbalik. Semakin besar
volume filtrat maka kecepatan filtrasi semakin menurun. Penurunan kecepatan
filtrasi ini disebabkan oleh cake yang semakin tebal pada bagian filter dan akan
menutup pori-pori pada cloth sehingga menurunkan atau menghambat kecepatan
filtrasi. Tetapi dari data percobaan yang didapatkan kecepatan filtrasi nilainya
naik turun. Hal ini terjadi karena terlalu cepatnya aliran filtrat sehingga praktikan
tidak teliti dalam membaca stopwatch.
Pada percobaan juga dilakukan pengukuran nilai absorbansi untuk tiap 500
ml air pencucian dan didapat nilai absorbansi yang semakin menurun. Data ini
menunjukan bahwa semakin besar volume air cucian maka konsentrasi air cucian
akan semakin menurun. Pada pengukuran terakhir nilai absorbansi mendekati nol
yang menunjukan cake telah bersih atau jernih.
Pada percobaan filtrasi ini , juga didapat nilai konstanta fitrasi (Cv), yaitu
konstanta yang menunjukan suatu proses filtrasi yang dipengaruhi oleh besarnya
tekanan dan luas plate dan frame, lalu nlai volume ekivalen (Ve), yaitu volume
yang menunjukan sesungguhnya yang dipengaruhi oleh besarnya tekanan dan luas
plate dan frame terhadap knstanta filtrasi, lalu jumlah waktu pencucian (tw), yaitu
waktu yang dibutuhkan untuk melakukan tahap pencucian pada proses filtrasi.
Lalu jumlah waktu filtrasi (tf), yaitu waktu yang dibutuhkan dalam proses filtrasi,
lalu jumlah waktu optimum (topt), yaitu waktu dalam proses filtrasi yang
diperlukan agar jumlah volume filtrat per satuan waktu maksimum, dan nilai
volume optimum (Vopt), yaitu volume terbaik pada proses filtrasi dan proses
pencucian.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
20
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan dan perhitungan dapat disimpulkan bahwa:
1. Semakin lama waktu filtrasi maka kecepatan filtrasi akan semakin
menurun.
2. Semakin besar volume air pencucian maka konsentrasi air cucian akan
semakin menurun.
3. Harga-harga yang didapat percobaan :
⁄
a. Konstanta filtrasi (Cv)
=
b. Volume Ekuivalen (Ve)
=
c. Waktu Optimum (topt)
= 1073,848 detik
cm3
d. Volume Optimum (Vopt) = 9353,751 cm3
4.2 Kritik dan Saran
Pada pelaksanaan praktikum filtrasi ini yang telah kami lakukan terdapat
beberapa kendala yang menyangkut kondisi alat-alat dan sumber daya,
diantaranya alat filtrasi yang dapat digunakan hanya ada satu yang satu lainnya
mengalami kerusakan sehingga tidak dapat digunakan. Sedangkan yang
melaksanakan praktikum ada dua kelompok sehingga praktikan harus bergantian.
Serta alat timbangan yang terbatas sehingga menghambat para praktikan dalam
mempercepat proses praktikum.
Diharapkan pihak laboratorium dapat memperbaiki alat-alat yang ada di
laboratorium dan menyediakan fasilitas guna melengkapi kekurangan dari
laboratorium teknik kimia supaya proses praktikum dapat berjalan secara
maksimal.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
21
LAMPIRAN
Analisa Perhitungan
1. Menentukan hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi.
Volume
No
filtrasi
Waktu
(c
(detik/cm3)
3
X2
X.Y
3
(detik)
(detik)
m)
Y
1
500
31
31
500
0,062
250000
31
2
1000
54
23
500
0,046
1000000
46
3
1500
79
25
500
0,05
2250000
75
4
2000
100
21
500
0,042
4000000
84
5
2500
129
29
500
0,058
6250000
145
6
3000
153
24
500
0,048
9000000
144
7
3500
179
26
500
0,052
12250000
182
8
4000
204
25
500
0,05
16000000
200
9
4500
229
25
500
0,05
20250000
225
10
5000
283
54
500
0,108
25000000
540
11
5500
324
41
500
0,082
30250000
451
12
6000
480
156
500
0,312
36000000
1872
0,96
162500000
3995
(cm ) X
39000
Menentukan persamaan garis dengan pendekatan least square :
∑Y = ∑X.a + n.b
∑X.Y = ∑X2.a + ∑X.b
Diperoleh nilai a dan b, sehingga persamaan menjadi :
Y = a.X + b
39000a + 12b= 0,96
(x39000)
162500000a+ 39000b = 3995
(x12)
1521000000a + 468000b = 37440
1950000000a + 468000b = 47940
-429000000a = -10500
a = 2,44755E-05
b = 0,000454545
sehingga Y = 2,44755E-05X + 0,000454545
Pada X=500, maka,
Y
= 2,44755E-05 (500) + 0,000454545
= 0. 0,012692308
%kesalahan =
x 100%
%kesalahan =
x 100% = 79,52853598 %
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut:
No
Volume filtrasi
(cm3) X
Y data
Y hitung
% kesalahan
1
500
0,062
0,012692308
79,52853598 %
2
1000
0,046
0,02493007
45,8041958 %
3
1500
0,05
0,037167832
25,66433566 %
4
2000
0,042
0,049405594
17,63236763 %
5
2500
0,058
0,061643357
6,281649385 %
6
3000
0,048
0,073881119
53,91899767 %
7
3500
0,052
0,086118881
65,61323292 %
8
4000
0,05
0,098356643
96,71328671 %
9
4500
0,05
0,110594406
121,1888112 %
10
5000
0,108
0,122832168
13,73348873 %
11
5500
0,082
0,13506993
64,71942691 %
12
6000
0,312
0,147307692
52,78599606 %
% kesalahan rata-rata
53,63202706 %
2. Menentukan hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi air cucian
Tabel 5. Data absorbsi dan konsentrasi air cucian
No
Konsentrasi
Absorbansi
1
0,1
0,034
2
0,2
0,098
3
0,3
0,17
4
0,4
0,254
5
0,5
0,358
6
0,6
0,493
7
0,7
0,594
8
0,8
0,687
9
0,9
0,723
10
1
0,806
Y = 0,9129 X – 0,0804
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut:
No
Volume
Absorbansi
Konsentrasi
(X)
(Y)
Ln Y
X2
X LnY
1
500
0,09
0,18640351
-1,679842
250000
-839,92078
2
1000
0,056
0,14912281
-1,902985
1000000
-1902,9851
3
1500
0,051
0,14364035
-1,940443
2250000
-2910,664
4
2000
0,049
0,14144737
-1,955828
4000000
-3911,6552
5
2500
0,046
0,13815789
-1,979358
6250000
-4948,3952
6
3000
0,045
0,1370614
-1,987326
9000000
-5961,9788
7
3500
0,039
0,13048246
-2,036516
12250000
-7127,8077
8
4000
0,033
0,12390351
-2,088252
16000000
-8353,0087
9
4500
0,028
0,11842105
-2,133509
20250000
-9600,7894
10
5000
0,024
0,11403509
-2,171249
25000000
-10856,245
11
5500
0,016
0,10526316
-2,251292
30250000
-12382,105
12
6000
0,009
0,09758772
-2,327004
36000000
-13962,022
1,58552632
-24,4536
162500000
-82757,577
39000
Menentukan persamaan dengan persamaan
∑lnY
= n. a + b. ∑X
∑X LnY = a.∑X + b.∑X2
Diperoleh nilai a dan b sehingga persamaan menjadi Y= a.ebx
-24,4536
= 12 a + 39000 b
(x 39000)
-82757,6
= 39000 a + 162500000
(x 12)
-953691 = 468000a + 1521000000b
-993091 = 468000a + 1950000000b
39400,4 = -429000000b
b = -9,2E-05
ln a = -1,7379
a = e-1,7379= 0,17589
sehingga persamaan menjadi:
Y = 0,17589.
Dari persamaan di atas dapat dihitung Y hitung dengan X=500
Y = 0,17589.
= 0,562741
%kesalahan =
x 100%
%kesalahan =
x 100% = 9,861619 %
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut:
No
Volume filtrasi (X)
Y data
Y hitung
% kesalahan
1
500
0,186404
0,168021
9,861619 %
2
1000
0,149123
0,160505
7,632551 %
3
1500
0,14364
0,153325
6,741946 %
4
2000
0,141447
0,146466
3,547728 %
5
2500
0,138158
0,139913
1,270652 %
6
3000
0,137061
0,133654
2,485767 %
7
3500
0,130482
0,127675
2,151329 %
8
4000
0,123904
0,121964
1,565504 %
9
4500
0,118421
0,116508
1,615682 %
10
5000
0,114035
0,111296
2,402169 %
11
5500
0,105263
0,106317
1,001109 %
12
6000
0,097588
0,101561
4,071362 %
% kesalahan rata-rata
3,695618 %
3. Menentukan harga Cv, Ve, tw, tf, Vopt, dan topt
Dari percobaan yang telah dilakukan, diperoleh data:
Diameter dalam pipa frame
: 13,25 cm
Jumlah filter frame
: 6 buah
Tekanan pompa (-
)
: 10psia = 703 g/cm2
Luas (A)
: D2 x n = (13,25)2 4 = 826,899375 cm2
Waktu bongkar pasang alat
: 300 detik
a.
Menentukan harga Cv
=
= 5882,51 gr/cm2
Dari rumus diatas didapat nilai Cv sebesar 5882,51 gr/cm2
b. Menentukan harga Ve
= 18,57143 cm3
c.
Menentukan harga tw (waktu pencucian)
Volume air cucian
= 6000 cm3
Volume filtrat
= 6000 cm3
= 883,8462 detik
d.
Menentukan harga tf (waktu filtrasi)
= 440,7067 detik
e. Menentukan harga volume optimum
tp
Vf 2
= Cv ( 2k +1)
A2 (-
2k +1 = tp. A2 (Vf2.Cv
2k +1 =
2k +1 = 5,647365
k = 2,323683
Vopt
=√
=√
= 9353,751 cm3
f. Menentukan waktu optimum
topt =
Cv
[Vopt +Vopt.Ve +2(Vopt+Vw+Ve.Vw)]
2
A (=
9353,751+(9353,751 x
6000+ (18,57143 x 6000)]
= 1073,848 detik
Dari rumus diatas didapat nilai t optimum sebesar 1073,848 detik.
9353,751+
PERTANYAAN
1. Dian Pratiwi (121140143)
Kenapa mengukur absorbansi menggunakan air cucian?
Jawab : karena jika menggunakan filtrat konsentrasinya terlalu tinggi sehingga nilai
absorbansi tidak terbaca pada alatnya, makanya menggunakan air cucian yang mana
konsentrasinya semakin rendah.
2. Tantriyani (121140170)
Apa fungsi medium filter?
Jawab : fungsinya yaitu sebagai penyaring untuk menahan zat padat atau cake.
3. Yolanda Ester (121140035)
Apa saja syarat-syarat filter medium?
Jawab : syarat-syarat filter medium, yaitu :
a. Harus dapat menahan zat padat yang akan disaring dan menghasilkan filtrat yang
cukup bening.
b. Tidak mudah tersumbat.
c. Harus tahan baik secara kimia maupun fisika dalam kondisi proses.
d. Harus memungkinkan penumpukan ampas/cake secara total dan bersih
e. Pengadaan alat dan proses tidak terlalu mahal.
Pertanyaan Asisten :
1. Vania Auliya
Apa fungsi kran by-pass?
Jawab : fungsi kran by-pass adalah untuk mengurangi beban pompa supaya alat atau
pipa tidak rusak.
2. Ardy Mukti Setyono
a. Hubungan absorbansi vs konsentrasi terjadi perbedaan antara persamaan dengan
grafik, karena persamaannya negatif seharusnya positif.
b. Persen kesalahan tidak dibulatkan tanpa koma.
c. Grafik volume vs dt/dv berbeda antara makalah dengan power pointnya
Jawab :
a. Dari grafik yang kita dapat di sumbernya model grafiknya seperti gambar tersebut,
kemudian kita mencari trendlinenya linear didapat hasil tersebut.
b. Itu saat kita masuki nilai persen kesalahannya langsung seperti itu.
c. Yang di makalah itu sudah benar, yang di power point ada kesalahan saat
memasuki grafiknya.
3. Anira Wilda
a. Dari tujuan dua mengetahui konsentrasi dari mana?
b. Perbedaan refraktometer dengan spektrometer?
c. Hubungan waktu dengan volume?
Jawab :
a. Mengetahui konsentrasi dari perhitungan dengan menggunakan grafik standar
anatar absorbansi dengan konsentrasi.
b. Refraktometer digunakan untuk menghitung indeks bias untuk mengetahui
konsentrasi. Sedangkan spektrometer digunakan untuk menghitung absorbansi
dengan mengukur panjang gelombang tertentu berdasarkan warna sehingga
konsetrasi dapat diketahui.
PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
FILTRASI
ACARA D-6
Disusun oleh
Aderani Amriva
121140130
Redhika Devi K
121140137
LABORATORIUM PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL”VETERAN”
YOGYAKARTA
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, atas rahmat dan
karunia- Nya kami dapat menyelesaikan laporan praktikum dasar teknik kimia ini.
Laporan ini kami susun untuk melengkapi praktikum yang telah kami laksanakan
di Laboratorium Dasar Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Yogyakarta.
Dengan tersusunnya laporan ini, penyusun mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Ir. Danang jaya M.T., selaku Kepala Laboratorium Dasar Teknik Kimia.
2. Perdana Putera Anugrah D.A selaku asisten pembimbing acara Filtrasi.
3. Rekan-rekan satu plug.
4. Segenap Staf Laboratorium PDTK UPN ”Veteran” Yogyakarta.
5. Semua pihak yang telah membantu kami dalam pelaksanaan dan
penyusunan makalah seminar ini.
Penyusun menyadari masih banyak kekurangan yang terdapat dalam
laporan ini. Oleh karena itu, saran yang bersifat membangun sangat kami
harapkan dan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Yogyakarta, 30 Mei 2016
Penyusun
iii
DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL. .................................................................................................i
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................................ii
KATA PENGANTAR ...............................................................................................iii
DAFTAR ISI ..............................................................................................................iv
DAFTAR TABEL ......................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................vi
DAFTAR LAMBANG ..............................................................................................vii
INTISARI...................................................................................................................viii
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................................1
1.1. Latar Belakang Percobaan .........................................................................1
1.2. Tujuan Percobaan ......................................................................................1
1.3. Tinjauan Pustaka........................................................................................2
1.4. Hipotesa .....................................................................................................6
BAB II PELAKSANAAN PERCOBAAN ..............................................................7
2.1. Bahan .........................................................................................................7
2.2. Alat & Rangkaian Alat ..............................................................................7
2.3. Cara Kerja ..................................................................................................8
2.4. Diagram Alir ..............................................................................................10
2.5. Analisis Perhitungan ..................................................................................11
BAB III HASIL PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ..................................13
3.1. Hasil Perhitungan.......................................................................................13
3.2. Pembahasan ...............................................................................................20
BAB IV PENUTUP ..................................................................................................21
4.1 Kesimpulan .................................................................................................21
4.2 Kritik dan Saran ..........................................................................................21
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iv
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1. Hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi ..........................13
Tabel 2. Hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi air cucian ............14
Tabel 3. Hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi ..........................15
Tabel 4. Hubungan antara Y data, Y hitung dan % kesalahan ...................................16
Tabel 5. Data absorbansi dan konsentrasi ..................................................................17
Tabel 6. Hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi .............................18
Tabel 7. Hubungan antara y data, y hitung dan % kesalahan ....................................19
v
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 1. Horizontal Plate Filter .............................................................................2
Gambar 2. Rotary Vacum Filter .................................................................................3
Gambar 3. Plate Frame Filter Press............................................................................3
Gambar 4. Rangkaian Alat .........................................................................................7
Gambar 5. Grafik Hubungan antara volume filtrasi dengan dt/dv .............................16
Gambar 6. Grafik hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi ..........................17
Gambar 7. Grafik Hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi air
cucian ......................................................................................................19
vi
DAFTAR LAMBANG
A
= Luas medium filtrasi, (cm2)
Cv
= Konstanta filtrasi, (gram/cm3)
Cw
= Konsentrasi air cucian, (mg/ml)
K
= Permeabilitas
topt
= Waktu optimum, (detik)
ts
= Waktu siklus, (detik)
tw
= Waktu pencucian, (detik)
tp
= Waktu bongkar pasang,(detik)
V
= Volume filtrat, (ml)
Ve
= Volume ekivalen, (ml)
Vf
= Volume filtrat, (ml)
Vopt
= Volume optimum,(ml)
Vw
= Volume air cucian, (ml)
X
= Porositas cake
x
= Fraksi massa padatan dalam slurry
= 1/kecepatan filtrasi, (detik/ml)
(-)Pc
= Penurunan tekanan melalui cake, (gram/ml)
µ
= Viskositas, (gram/cm.detik)
= Densitas (gram/ml)
vii
INTISARI
Filtrasi adalah proses dimana suatu campuran heterogen antara padatan dan cairan dari
suatu larutan yang dipisahkan oleh suatu filter medium, dimana cairannya akan terus mengalir
melewati medium porous, tetapi padatannya tertahan. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk
mengetahui hubungan antara volume filtrasi dengan kecepatan filtrasi, hubungan antara volume
cucian dengan konsentrasi air cucian, dan menentukan nilai volume ekivalen (Ve), konstanta
filtrasi (Cv), volume optimum (Vopt), dan waktu optimum (topt ).
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah filter press, pompa, pengaduk listrik,
manometer, filter cloth, tangki, tabung reaksi, pengukur waktu, timbangan dan spektrometer.
Bahan yang digunakan adalah CaCO3, Methyl Orange, dan air. Dalam percobaan ini mula-mula
membuat suspensi dengan mencampur CaCO3 sebanyak 200 gram ke dalam 6000 ml air dan
ditambah dengan 2 gram Methyl Orange. Sebelum proses filtrasi dimulai, dilakukan uji kebocoran
terlebih dahulu, kemudian campuran diaduk dengan pengaduk listrik dalam tangki suspensi dan
dialirkan melalui filter. Setiap volume 500 ml filtrat yang keluar dicatat waktunya. Setelah filtrasi
selesai dilanjutkan dengan pencucian menggunakan air, dan setiap kelipatan 500 ml air cucian
yang keluar diambil sampelnya dalam tabung reaksi dan dicatat waktunya. Sampel diamati
absorbansinya dengan menggunakan spektrometer dan dicari konsentrasinya dengan menggunakan
grafik standard absorbansi vs konsentrasi.
Dari hasil percobaan didapat kesimpulan bahwa semakin lama waktu filtrasi maka
kecepatan filtrasi akan semakin menurun. Karena adanya cake yang makin membesar sehingga
menutup pori-pori filter cloth dan menghambat laju aliran. Semakin besar volume air pencucian
maka nilai absorbansinya semakin menurun, sehingga kosentrasi air cucian juga menurun karena
cake dianggap sudah bersih dari filtrat dan nilai absorbansinya akan mendekati konstan..
Keyword: cake, filtrasi, frame filter press
viii
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perlakuan bahan baku dalam industri banyak sekali macamnya karena kita
akan dihadapkan dengan bahan-bahan yag berbentuk padat, cair, dan gas atau
kombinasi antara ketiga bentuk bahan tersebut. Adakalanya kita perlu
memisahkan zat yang bercampur satu sama lain. Disini pemisahan padatan
dengan cairan dapat digunakan operasi pengendapan atau filtrasi. Filtrasi ini
meliputi ragam operasi mulai dari yang sederhana sampai operasi yang rumit,
sehingga perlu dipelajari.
Pemisahan secara filtrasi ini dapat dijalankan tergantung dari banyak hal
diantaranya ukuran partikel padatan, jumlah bahan yang akan dipisahkan dan
sifat dari bahan itu sendiri. Dengan demikian dalam masalah ini akan ditinjau
hal-hal yang berhubungan dengan filtrasi baik mengenai operasinya maupun
teori-teori yang berhubungan dengan filtrasi. Hasil filtrasi biasanya berupa
padatan dan cairan, oleh sebab itu operasi filtrasi sangat dipengaruhi oleh
pemilihan filter yang sesuai dengan sistem. Didalam pengelolaan lingkungan,
kita sering dihadapkan dengan masalah-masalah yang berhubungan dengan
filtrasi, misalnya pemisahan limbah padat yang harus dipisahkan dari limbah
cair sebelum dibuang.
1.2 Tujuan Percobaan
1. Mempelajari hubungan antara volume filtrasi (V) dengan kecepatan
filtrasi(dt/dv).
2. Mempelajari hubungan antara volume air cucian (Vw) dengan konsentrasi
air cucian (Cw).
3. Mencari harga :
a.Konstanta filtrasi(Cv)
b.Volume ekuivalen(Vc)
c.Volume Optimum(VOpt)
d.Waktu Optimum(tOpt)
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
1
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
1.3 Tinjauan Pustaka
Filtrasi adalah proses dimana suatu campuran heterogen antara padatan
dan cairan dari suatu larutan yang dipisahkan oleh suatu filter medium,
dimana cairannya akan terus mengalir melewati medium porous, tetapi
padatannya tertahan. Medium porous ini adalah cake yang dibentuk oleh
padatannya sendiri yang terkumpul
karena tertahan oleh filter medium
primer (kain penyaring). Fluidanya mungkin berupa zat cair atau gas. Gaya
pendorong pada operasi filtrasi dapat berupa gaya berat, tekanan, vakum,
sentrifugal.
Jenis-Jenis Alat Filtrasi, yaitu :
1. Horizontal Plate Filter
Gambar 1. Horizontal plate filter
Biasanya digunakan dalam industri kecil, filter jenis ini digunakan
untuk kapasitas filtrasi yang kecil. Filtrasi terjadi pada bagian atas setiap
plate yaitu bagian bawah cake. Cake yang yang terbentuk akan
terakumulasi pada
filter. Untuk mengambil cake yang terbentuk,
dilakukan dengan membongkar badan filter. Penambahan lubang dapat
dilakukan bila dirasa laju pengeluaran cairan kurang lancar.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
2
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2. Rotary Vacum Filter (RVP)
Gambar 2. Rotary vacum filter
RVP yang paling banyak digunakan dalam industri kimia yang
mempunyai kapasitas cukup besar dan mampu memisahkan padatan yang
sukar dipisahkan. Desain RVP sangat bervariasi yang dilengkapi oleh
drum yang terus berputar. Tekanan dalam drum mendekati vakum,
sedang diluar drum tekanannya atmosferik. Drum dimasukkan kedalam
cairan yang mengandung suspensi yang akan difiltrasi, dan kecepatan
putaran drum sangat rendah. cairan tertarik melalui filter karena
perbedaan tekanan, sedangkan padatan akan tertinggal diluar permukaan
drum membentuk cake. Pengambilan cake dilakukan dengan memasang
pisau yang ditempelkan pada dinding luar drum.
3. Plate Frame Filter Press
Gambar 3. Plate frame filter press
Filter press terdiri atas seperangkat frame dan plate yang dirancang
untuk memberikan sederetan ruang dimana zat padat akan tertahan.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
3
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
Frame ditutup dengan medium filter yang disebut dengan filter cloth.
Umpan masuk kedalam masing-masing komponen itu dengan tekanan,
cairannya akan melalui cloth dan keluar pipa pengeluaran meninggalkan
padatan didalam ruang tersebut.
Dalam filtrasi dikenal ada dua macam filter yaitu :
1. Filter medium primer.
Pada filtrasi filter medium primer bukan merupakan filter yang
sesungguhnya. Filter medium primer dapat berupa kain saring atau kertas
saring. Adapun fungsi dari filter medium primer adalah sebagai penahan
zat padat pada permukaan filtrasi atau dapat juga sebagai pembuat filter
medium sekunder.
2. Filter medium sekunder
Filter
medium
sekunder
merupakan
filter
medium
yang
sesungguhnya, yaitu berupa cake yang dibentuk oleh partikel padat yang
tertahan filter medium primer. Makin lama operasi filtrasi, cake yang
terbentuk makin tebal, sehingga penekanan cake terhadap filtrat yang
melewatinya akan semakin besar. Untuk pencucian bahan terlarut yang
terperangkap didalam ampas filter (cake) dapat digunakan pelarut yang
dapat tercampur dengan filtrat itu. Sebagai bahan pencuci yang paling
lazim digunakan adalah air.
Medium filter pada setiap filtrasi harus memenuhi syarat-syarat sebagai
berikut :
1. Harus dapat menahan zat padat yang akan disaring dan menghasilkan
filtrat yang cukup bening.
2. Tidak mudah tersumbat.
3. Harus tahan baik secara kimia maupun fisika dalam kondisi proses.
4. Harus memungkinkan penumpukan ampas/cake secara total dan bersih.
5. Pengadaan alat dan proses tidak terlalu mahal.
Proses
yang
digunakan
dalam
percobaan
ini
adalah
filtrasi
secara batch. Dalam filtrasi yang bekerja secara batch perlu diamati ketebalan
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
4
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
cake yang terbentuk, karena bila cake yang terbentuk sudah terlalu banyak,
filtrasi harus dihentikan untuk membuang cakenya, sehingga waktu yang
digunakan dapat lebih efisien.
Pada pencucian, pekerjaan dianggap selesai bila air cucian yang keluar
sejernih mungkin atau sudah tidak berubah intensitas warnanya. Untuk
analisa air cucian diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrometer,
selanjutnya konsentrasi didapat dengan cara memplotkan nilai absorbansinya
tadi pada grafik standard absorbansi vs konsentrasi air cucian.
(Brown, 1978)
Spektrofotometer
Spektofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur
absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang
tertentu pada suatu kaca atau kuarsa yang disebut kuvet. Sebagian dari cahaya
tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Nilai absorbansi dari
cahaya yang dilewatkan akan sebanding dengan konsentrasi larutan di dalam
kuvet. Fungsi alat spektofotometer dalam laboratorium adalah mengukur
transmitansi atau absorbansi suatu contoh yang dinyatakan dalam fungsi
panjang gelombang.
Prinsip kerja spektrofotometer adalah bila cahaya (monokromatik maupun
campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk
akan dipantulkan, sebagian di serap dalam medium itu, dan sisanya
diteruskan. Nilai yang keluar dari cahaya yang diteruskan dinyatakan dalam
nilai absorbansi karena memiliki hubungan dengan konsentrasi sampel. Studi
spektrofotometri dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual yang
lebih mendalam dari absorbsi energi. Hukum Beer menyatakan absorbansi
cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi dan ketebalan bahan/medium.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
5
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
1.4
Hipotesa
1. Jika volume filtrasi pada percobaan proses filtrasi semakin banyak,
maka kecepatan filtrasi akan semakin menurun karena larutan suspensi
yang mengalir melewati filter akan meninggalkan padatan berupa cake
yang semakin lama akan semakin tebal sehingga menyebabkan
kecepatan aliran filtrasi akan menurun.
2. Dan jika volume air cucian pada percobaan proses pencucian yang
digunakan semakin banyak, maka konsentrasi air cucian yang keluar
melewati filter konsentrasinya akan semakin menurun karena filtrate
yang masih tertampung di cake akan terbawa oleh air cucian dan
semakin
lama
jumlah
filtrat
akan
semakin
habis
sehingga
konsentrasinya akan menurun.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
6
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
BAB II
PELAKSANAAN PERCOBAAN
2.1. Alat-alat yang digunakan :
a. Alat Utama
Gambar 4. Rangkaian Alat
Keterangan gambar :
f. kran ke tangki penampung
1. Tangki air cucian
filtrat
2. Tangki suspensi
g. kran ke filter
3. Pengaduk
5. Pompa
4. a. kran tangki air cucian
6. Manometer
b. kran tangki suspensi
7. Volumeter
c. kran pompa
8. Tangki penampung filtrat
d. kran bypass
9. Filter Plate
e. kran pembuangan
10. Filter Cloth
11. Filter Frame
b. Alat Pembantu
1. Tabung reaksi
2. Pengukur waktu
3. Gelas ukur
4. Timbangan
5. Spektrofotometer
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
7
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2.2. Bahan-bahan yang digunakan :
1. CaCO3
2. Methyl Orange (MO)
3. Air
2.3. Cara Kerja
1. Proses Filtrasi
Membuat suspensi CaCO3 sebanyak 200 gram kedalam 6 liter air dan
2 gram Methyl Orange (MO). Mengukur diameter dalam frame filter
press. Memasang rangkaian alat filter plate, frame, dan cloth dan mencatat
waktunya. Mengisi tangki 1 dengan air dan tangki 2 dengan suspensi
CaCO3 sesudah menghidupkan pengaduk listrik terlebih dahulu yang ada
pada tangki 2. Melakukan uji kebocoran dengan cara, membuka kran 4a,
menghidupkan pompa dan membuka kran 4c untuk mengatur tekanan dan
kecepatan aliran. Bila terjadi kebocoran, pompa dimatikan untuk
membongkar dan memasang kembali rangkaian alat filter. Menutup kran
4a setelah tidak terjadi kebocoran, sedangkan kran yang lain tetap pada
posisi semula. Memulai filtrasi dengan membuka kran 4b dan
menghidupkan pompa. Menampung filtrat dan mencatat waktunya setiap
kelipatan 500 ml. Menghentikan filtrasi bila suspensi sudah habis dan
mematikan pompa untuk dilanjutkan dengan pencucian. Mengkonversi
absorbansi dan transmitansi menjadi konsentrasi dengan menggunakan
grafik standar.
2. Proses Pencucian
Mengisi tangki 1 dengan 6 liter air, menutup kran 4b dan membuka
kran 4a, sedangkan posisi kran yang lain tetap. Menghidupkan pompa.
Menampung air dalam tabung reaksi setiap kelipatan 500 ml air yang
keluar dari lubang filter frame dan mencatat waktunya. Mematikan pompa
setelah air cucian habis. Mengukur absorbansi sampel air cucian dengan
menggunakan spektometer sampai nilai absobansinya konstan.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
8
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2.4. Diagram Alir
1.Proses Fitrasi
Membuat suspensi CaCO3 sebanyak 200gram kedalam 6 liter air dan
2 gram Methyl Orange (MO).
Mengukur diameter dalam frame filter press.
Memasang rangkaian alat filter plate, frame, dan cloth dan mencatat
waktunya.
Mengisi tangki 1 dengan air dan tangki 2 dengan suspensi CaCO3 sesudah
menghidupkan pengaduk listrik terlebih dahulu yang ada pada tangki 2
Sesudah menghidupkan pengaduk listrik terlebih dahulu yang ada pada
Melakukan uji kebocoran
Memulai filtrasi dengan membuka kran 4b dan menghidupkan pompa.
Menampung filtrat dan mencatat waktunya setiap kelipatan 500 ml.
Menghentikan filtrasi bila suspensi sudah habis dan mematikan pompa
untuk dilanjutkan dengan pencucian.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
9
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2.Proses Pencucian
Mengisi tangki 1 dengan 6 liter air, menutup kran 4b dan membuka kran
4a, sedangkan posisi kran yang lain
Menghidupkan pompa, posisi kran yang lain tetap
Menampung air dalam tabung reaksi setiap kelipatan 500 ml air yang
keluar dari lubang filter frame dan catat waktunya keluar dari lubang filter
frame dan mencatat waktunya.
Mematikan pompa setelah air cucian habis
Mengukur absorbansi sampel air cucian dengan menggunakan
spektometer sampai nilai absobansinya konstan.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
10
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2.5 Analisis Perhitungan
1. Menentukan hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi.
(
)
(
)
2. Menentukan konstanta filtrasi (Cv) dengan menggunakan slope (a)
dari persamaan hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi.
Slope :
(
)
3. Menentukan volume ekivalen (Ve) dengan menggunakan intercept
(b)dari persamaan hubungan antara volume filtrat dengan
kecepatanfiltrasi.
Intercept :
(
)
4. Menentukan waktu pencucian (tw).
(
(
)
)
5. Menentukan waktu filtrasi (tf).
(
)
(
)
6. Menentukan waktu siklus (t siklus).
t siklus = tf + tw + tp
7. Menentukan volume optimum (Vpt)
[
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
(
)
]
11
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
8. Menentukan waktu optimum (t opt).
(
)
[(
)
(
)]
9. Menentukan hubungan antara konsentrasi air cucian dengan volume
air cucian.Untuk menentukan hubungan diatas digunakan persamaan
eksponensial, yaitu :
(Brown, 1978)
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
12
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
BAB III
HASIL PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
3.1. Hasil Perhitungan
Data hasil percobaan :
Berat CaCO3
: 200 gram
Berat MO
: 2 gram
Volume larutan
: 6 liter
Waktu bongkar pasang
: 5 menit
Jumlah filter plate
: 7 buah
Jumlah filter frame
: 6 buah
Jumlah filter cloth
: 12 buah
Tekanan pompa
: 10 Psi/ 0.7 bar
Waktu filtrasi
: 8.00 menit
Waktu pencucian
: 7.00 menit
Tabel 1. Hubungan antara kecepatan filtrasi dengan volume filtrasi
No
(cm3)
Volume
Waktu
filtrasi (cm3)
(detik)
1
500
31
31
500
0,062
2
1000
54
23
500
0,046
3
1500
79
25
500
0,05
4
2000
100
21
500
0,042
5
2500
129
29
500
0,058
6
3000
153
24
500
0,048
7
3500
179
26
500
0,052
8
4000
204
25
500
0,05
9
4500
229
25
500
0,05
10
5000
283
54
500
0,108
11
5500
324
41
500
0,082
12
6000
480
156
500
0,312
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
(detik)
(detik/cm3)
13
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
Tabel 2. Hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi cairan
No Volume air
Waktu
Konsentrasi
cucian (ml)
(detik)
air cucian
1
500
76
0,186403509
0,09
2
1000
95
0,149122807
0,056
3
1500
115
0,143640351
0,051
4
2000
131
0,141447368
0,049
5
2500
151
0,138157895
0,046
6
3000
166
0,137061404
0,045
7
3500
183
0,130482456
0,039
8
4000
196
0,123903509
0,033
9
4500
218
0,118421053
0,028
10
5000
256
0,114035088
0,024
11
5500
371
0,105263158
0,016
12
6000
420
0,097587719
0,009
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
Absorbansi
14
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
1. Menentukan hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi
Tabel 3. Hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi
No Volume
(Y)
X2
X.Y
(X)
1
500
0,062
250000
31
2
1000
0,046
1000000
46
3
1500
0,05
2250000
75
4
2000
0,042
4000000
84
5
2500
0,058
6250000
145
6
3000
0,048
9000000
144
7
3500
0,052
12250000
182
8
4000
0,05
16000000
200
9
4500
0,05
20250000
225
10
5000
0,108
25000000
540
11
5500
0,082
30250000
451
12
6000
0,312
36000000
1872
39000
0,96
162500000 3995
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
15
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
Tabel 4. Hubungan antara Y data dan Y hitung
No
Volume filtrasi
(cm3) X
Y data
Y hitung
% kesalahan
1
500
0,062
0,012692308
79,52853598 %
2
1000
0,046
0,02493007
45,8041958 %
3
1500
0,05
0,037167832
25,66433566 %
4
2000
0,042
0,049405594
17,63236763 %
5
2500
0,058
0,061643357
6,281649385 %
6
3000
0,048
0,073881119
53,91899767 %
7
3500
0,052
0,086118881
65,61323292 %
8
4000
0,05
0,098356643
96,71328671 %
9
4500
0,05
0,110594406
121,1888112 %
10
5000
0,108
0,122832168
13,73348873 %
11
5500
0,082
0,13506993
64,71942691 %
12
6000
0,312
0,147307692
52,78599606 %
% kesalahan rata-rata
53,63202706 %
Dibuat grafik hubungan antara volume filtrasi dengan
sebagai berikut:
0,35
y = 2E-05x + 0,0005
R² = 0,46
0,3
dt/dv
0,25
0,2
Y data
0,15
Linear (Y data)
0,1
0,05
0
0
2000
4000
Volume
6000
8000
(cm3)
Grafik 5. Hubungan antara volume filtrasi dengan dt/dv
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
16
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
2. Menentukan hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi air cucian
Tabel 5. Data absorbsi dan konsentrasi air cucian
No
Konsentrasi Absorbansi
1
0,1
0,034
2
0,2
0,098
3
0,3
0,17
4
0,4
0,254
5
0,5
0,358
6
0,6
0,493
7
0,7
0,594
8
0,8
0,687
9
0,9
0,723
10
1
0,806
0,9
y = 0,9129x - 0,0804
R² = 0,9904
0,8
Absorbansi
0,7
0,6
0,5
0,4
ABSORBANSI
0,3
Linear (ABSORBANSI)
0,2
0,1
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Konsentrasi
Grafik 6. Hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
17
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
Tabel 6. Hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi
Volume
Konsentrasi
(X)
(Y)
1
500
2
X2
Ln Y
X LnY
0,18640351
250000
-1,679842
-839,92078
1000
0,14912281
1000000
-1,902985
-1902,9851
3
1500
0,14364035
2250000
-1,940443
-2910,664
4
2000
0,14144737
4000000
-1,955828
-3911,6552
5
2500
0,13815789
6250000
-1,979358
-4948,3952
6
3000
0,1370614
9000000
-1,987326
-5961,9788
7
3500
0,13048246
12250000
-2,036516
-7127,8077
8
4000
0,12390351
16000000
-2,088252
-8353,0087
9
4500
0,11842105
20250000
-2,133509
-9600,7894
10
5000
0,11403509
25000000
-2,171249
-10856,245
11
5500
0,10526316
30250000
-2,251292
-12382,105
12
6000
0,09758772
36000000
-2,327004
-13962,022
39000
1,585526316 162500000 -24,45360
-82757,5769
No
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
18
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
Tabel 7. Hubungan antara Y data dan Y hitung
No
Volume filtrasi (X)
Y data
Y hitung
% kesalahan
1
500
0,186404
0,168021
9,861619 %
2
1000
0,149123
0,160505
7,632551 %
3
1500
0,14364
0,153325
6,741946 %
4
2000
0,141447
0,146466
3,547728 %
5
2500
0,138158
0,139913
1,270652 %
6
3000
0,137061
0,133654
2,485767 %
7
3500
0,130482
0,127675
2,151329 %
8
4000
0,123904
0,121964
1,565504 %
9
4500
0,118421
0,116508
1,615682 %
10
5000
0,114035
0,111296
2,402169 %
11
5500
0,105263
0,106317
1,001109 %
12
6000
0,097588
0,101561
4,071362 %
% kesalahan rata-rata
3,695618 %
0,2
0,18
y = 0,1756e-9E-05x
R² = 0,9216
0,16
Konsentrasi
0,14
0,12
0,1
konsentrasi
0,08
Expon. (konsentrasi)
0,06
0,04
0,02
0
0
2000
4000
6000
8000
Volume
Grafik 7. Hubungan volume air cucian dengan konsentrasi air cucian
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
19
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
3.2 Pembahasan
Dari hasil percobaan dan perhitungan diperoleh hasil hubungan antara
volume filtrasi dan kecepatan filtrasi adalah berbanding terbalik. Semakin besar
volume filtrat maka kecepatan filtrasi semakin menurun. Penurunan kecepatan
filtrasi ini disebabkan oleh cake yang semakin tebal pada bagian filter dan akan
menutup pori-pori pada cloth sehingga menurunkan atau menghambat kecepatan
filtrasi. Tetapi dari data percobaan yang didapatkan kecepatan filtrasi nilainya
naik turun. Hal ini terjadi karena terlalu cepatnya aliran filtrat sehingga praktikan
tidak teliti dalam membaca stopwatch.
Pada percobaan juga dilakukan pengukuran nilai absorbansi untuk tiap 500
ml air pencucian dan didapat nilai absorbansi yang semakin menurun. Data ini
menunjukan bahwa semakin besar volume air cucian maka konsentrasi air cucian
akan semakin menurun. Pada pengukuran terakhir nilai absorbansi mendekati nol
yang menunjukan cake telah bersih atau jernih.
Pada percobaan filtrasi ini , juga didapat nilai konstanta fitrasi (Cv), yaitu
konstanta yang menunjukan suatu proses filtrasi yang dipengaruhi oleh besarnya
tekanan dan luas plate dan frame, lalu nlai volume ekivalen (Ve), yaitu volume
yang menunjukan sesungguhnya yang dipengaruhi oleh besarnya tekanan dan luas
plate dan frame terhadap knstanta filtrasi, lalu jumlah waktu pencucian (tw), yaitu
waktu yang dibutuhkan untuk melakukan tahap pencucian pada proses filtrasi.
Lalu jumlah waktu filtrasi (tf), yaitu waktu yang dibutuhkan dalam proses filtrasi,
lalu jumlah waktu optimum (topt), yaitu waktu dalam proses filtrasi yang
diperlukan agar jumlah volume filtrat per satuan waktu maksimum, dan nilai
volume optimum (Vopt), yaitu volume terbaik pada proses filtrasi dan proses
pencucian.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
20
Laporan Filtrasi
Praktikum Dasar Teknik Kimia
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan dan perhitungan dapat disimpulkan bahwa:
1. Semakin lama waktu filtrasi maka kecepatan filtrasi akan semakin
menurun.
2. Semakin besar volume air pencucian maka konsentrasi air cucian akan
semakin menurun.
3. Harga-harga yang didapat percobaan :
⁄
a. Konstanta filtrasi (Cv)
=
b. Volume Ekuivalen (Ve)
=
c. Waktu Optimum (topt)
= 1073,848 detik
cm3
d. Volume Optimum (Vopt) = 9353,751 cm3
4.2 Kritik dan Saran
Pada pelaksanaan praktikum filtrasi ini yang telah kami lakukan terdapat
beberapa kendala yang menyangkut kondisi alat-alat dan sumber daya,
diantaranya alat filtrasi yang dapat digunakan hanya ada satu yang satu lainnya
mengalami kerusakan sehingga tidak dapat digunakan. Sedangkan yang
melaksanakan praktikum ada dua kelompok sehingga praktikan harus bergantian.
Serta alat timbangan yang terbatas sehingga menghambat para praktikan dalam
mempercepat proses praktikum.
Diharapkan pihak laboratorium dapat memperbaiki alat-alat yang ada di
laboratorium dan menyediakan fasilitas guna melengkapi kekurangan dari
laboratorium teknik kimia supaya proses praktikum dapat berjalan secara
maksimal.
Aderani Amriva 121140130
Redhika Devi K 121140137
21
LAMPIRAN
Analisa Perhitungan
1. Menentukan hubungan antara volume filtrat dengan kecepatan filtrasi.
Volume
No
filtrasi
Waktu
(c
(detik/cm3)
3
X2
X.Y
3
(detik)
(detik)
m)
Y
1
500
31
31
500
0,062
250000
31
2
1000
54
23
500
0,046
1000000
46
3
1500
79
25
500
0,05
2250000
75
4
2000
100
21
500
0,042
4000000
84
5
2500
129
29
500
0,058
6250000
145
6
3000
153
24
500
0,048
9000000
144
7
3500
179
26
500
0,052
12250000
182
8
4000
204
25
500
0,05
16000000
200
9
4500
229
25
500
0,05
20250000
225
10
5000
283
54
500
0,108
25000000
540
11
5500
324
41
500
0,082
30250000
451
12
6000
480
156
500
0,312
36000000
1872
0,96
162500000
3995
(cm ) X
39000
Menentukan persamaan garis dengan pendekatan least square :
∑Y = ∑X.a + n.b
∑X.Y = ∑X2.a + ∑X.b
Diperoleh nilai a dan b, sehingga persamaan menjadi :
Y = a.X + b
39000a + 12b= 0,96
(x39000)
162500000a+ 39000b = 3995
(x12)
1521000000a + 468000b = 37440
1950000000a + 468000b = 47940
-429000000a = -10500
a = 2,44755E-05
b = 0,000454545
sehingga Y = 2,44755E-05X + 0,000454545
Pada X=500, maka,
Y
= 2,44755E-05 (500) + 0,000454545
= 0. 0,012692308
%kesalahan =
x 100%
%kesalahan =
x 100% = 79,52853598 %
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut:
No
Volume filtrasi
(cm3) X
Y data
Y hitung
% kesalahan
1
500
0,062
0,012692308
79,52853598 %
2
1000
0,046
0,02493007
45,8041958 %
3
1500
0,05
0,037167832
25,66433566 %
4
2000
0,042
0,049405594
17,63236763 %
5
2500
0,058
0,061643357
6,281649385 %
6
3000
0,048
0,073881119
53,91899767 %
7
3500
0,052
0,086118881
65,61323292 %
8
4000
0,05
0,098356643
96,71328671 %
9
4500
0,05
0,110594406
121,1888112 %
10
5000
0,108
0,122832168
13,73348873 %
11
5500
0,082
0,13506993
64,71942691 %
12
6000
0,312
0,147307692
52,78599606 %
% kesalahan rata-rata
53,63202706 %
2. Menentukan hubungan antara volume air cucian dengan konsentrasi air cucian
Tabel 5. Data absorbsi dan konsentrasi air cucian
No
Konsentrasi
Absorbansi
1
0,1
0,034
2
0,2
0,098
3
0,3
0,17
4
0,4
0,254
5
0,5
0,358
6
0,6
0,493
7
0,7
0,594
8
0,8
0,687
9
0,9
0,723
10
1
0,806
Y = 0,9129 X – 0,0804
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut:
No
Volume
Absorbansi
Konsentrasi
(X)
(Y)
Ln Y
X2
X LnY
1
500
0,09
0,18640351
-1,679842
250000
-839,92078
2
1000
0,056
0,14912281
-1,902985
1000000
-1902,9851
3
1500
0,051
0,14364035
-1,940443
2250000
-2910,664
4
2000
0,049
0,14144737
-1,955828
4000000
-3911,6552
5
2500
0,046
0,13815789
-1,979358
6250000
-4948,3952
6
3000
0,045
0,1370614
-1,987326
9000000
-5961,9788
7
3500
0,039
0,13048246
-2,036516
12250000
-7127,8077
8
4000
0,033
0,12390351
-2,088252
16000000
-8353,0087
9
4500
0,028
0,11842105
-2,133509
20250000
-9600,7894
10
5000
0,024
0,11403509
-2,171249
25000000
-10856,245
11
5500
0,016
0,10526316
-2,251292
30250000
-12382,105
12
6000
0,009
0,09758772
-2,327004
36000000
-13962,022
1,58552632
-24,4536
162500000
-82757,577
39000
Menentukan persamaan dengan persamaan
∑lnY
= n. a + b. ∑X
∑X LnY = a.∑X + b.∑X2
Diperoleh nilai a dan b sehingga persamaan menjadi Y= a.ebx
-24,4536
= 12 a + 39000 b
(x 39000)
-82757,6
= 39000 a + 162500000
(x 12)
-953691 = 468000a + 1521000000b
-993091 = 468000a + 1950000000b
39400,4 = -429000000b
b = -9,2E-05
ln a = -1,7379
a = e-1,7379= 0,17589
sehingga persamaan menjadi:
Y = 0,17589.
Dari persamaan di atas dapat dihitung Y hitung dengan X=500
Y = 0,17589.
= 0,562741
%kesalahan =
x 100%
%kesalahan =
x 100% = 9,861619 %
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut:
No
Volume filtrasi (X)
Y data
Y hitung
% kesalahan
1
500
0,186404
0,168021
9,861619 %
2
1000
0,149123
0,160505
7,632551 %
3
1500
0,14364
0,153325
6,741946 %
4
2000
0,141447
0,146466
3,547728 %
5
2500
0,138158
0,139913
1,270652 %
6
3000
0,137061
0,133654
2,485767 %
7
3500
0,130482
0,127675
2,151329 %
8
4000
0,123904
0,121964
1,565504 %
9
4500
0,118421
0,116508
1,615682 %
10
5000
0,114035
0,111296
2,402169 %
11
5500
0,105263
0,106317
1,001109 %
12
6000
0,097588
0,101561
4,071362 %
% kesalahan rata-rata
3,695618 %
3. Menentukan harga Cv, Ve, tw, tf, Vopt, dan topt
Dari percobaan yang telah dilakukan, diperoleh data:
Diameter dalam pipa frame
: 13,25 cm
Jumlah filter frame
: 6 buah
Tekanan pompa (-
)
: 10psia = 703 g/cm2
Luas (A)
: D2 x n = (13,25)2 4 = 826,899375 cm2
Waktu bongkar pasang alat
: 300 detik
a.
Menentukan harga Cv
=
= 5882,51 gr/cm2
Dari rumus diatas didapat nilai Cv sebesar 5882,51 gr/cm2
b. Menentukan harga Ve
= 18,57143 cm3
c.
Menentukan harga tw (waktu pencucian)
Volume air cucian
= 6000 cm3
Volume filtrat
= 6000 cm3
= 883,8462 detik
d.
Menentukan harga tf (waktu filtrasi)
= 440,7067 detik
e. Menentukan harga volume optimum
tp
Vf 2
= Cv ( 2k +1)
A2 (-
2k +1 = tp. A2 (Vf2.Cv
2k +1 =
2k +1 = 5,647365
k = 2,323683
Vopt
=√
=√
= 9353,751 cm3
f. Menentukan waktu optimum
topt =
Cv
[Vopt +Vopt.Ve +2(Vopt+Vw+Ve.Vw)]
2
A (=
9353,751+(9353,751 x
6000+ (18,57143 x 6000)]
= 1073,848 detik
Dari rumus diatas didapat nilai t optimum sebesar 1073,848 detik.
9353,751+
PERTANYAAN
1. Dian Pratiwi (121140143)
Kenapa mengukur absorbansi menggunakan air cucian?
Jawab : karena jika menggunakan filtrat konsentrasinya terlalu tinggi sehingga nilai
absorbansi tidak terbaca pada alatnya, makanya menggunakan air cucian yang mana
konsentrasinya semakin rendah.
2. Tantriyani (121140170)
Apa fungsi medium filter?
Jawab : fungsinya yaitu sebagai penyaring untuk menahan zat padat atau cake.
3. Yolanda Ester (121140035)
Apa saja syarat-syarat filter medium?
Jawab : syarat-syarat filter medium, yaitu :
a. Harus dapat menahan zat padat yang akan disaring dan menghasilkan filtrat yang
cukup bening.
b. Tidak mudah tersumbat.
c. Harus tahan baik secara kimia maupun fisika dalam kondisi proses.
d. Harus memungkinkan penumpukan ampas/cake secara total dan bersih
e. Pengadaan alat dan proses tidak terlalu mahal.
Pertanyaan Asisten :
1. Vania Auliya
Apa fungsi kran by-pass?
Jawab : fungsi kran by-pass adalah untuk mengurangi beban pompa supaya alat atau
pipa tidak rusak.
2. Ardy Mukti Setyono
a. Hubungan absorbansi vs konsentrasi terjadi perbedaan antara persamaan dengan
grafik, karena persamaannya negatif seharusnya positif.
b. Persen kesalahan tidak dibulatkan tanpa koma.
c. Grafik volume vs dt/dv berbeda antara makalah dengan power pointnya
Jawab :
a. Dari grafik yang kita dapat di sumbernya model grafiknya seperti gambar tersebut,
kemudian kita mencari trendlinenya linear didapat hasil tersebut.
b. Itu saat kita masuki nilai persen kesalahannya langsung seperti itu.
c. Yang di makalah itu sudah benar, yang di power point ada kesalahan saat
memasuki grafiknya.
3. Anira Wilda
a. Dari tujuan dua mengetahui konsentrasi dari mana?
b. Perbedaan refraktometer dengan spektrometer?
c. Hubungan waktu dengan volume?
Jawab :
a. Mengetahui konsentrasi dari perhitungan dengan menggunakan grafik standar
anatar absorbansi dengan konsentrasi.
b. Refraktometer digunakan untuk menghitung indeks bias untuk mengetahui
konsentrasi. Sedangkan spektrometer digunakan untuk menghitung absorbansi
dengan mengukur panjang gelombang tertentu berdasarkan warna sehingga
konsetrasi dapat diketahui.