5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
1/14
LABORATORIUM PERLAKUAN MEKANIK
SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2013 / 2014
MODUL : Filter Press
PEMBIMBING : Iwan Ridwan, ST, MT.
oleh :
Kelompok 1
Abdussalam Topandi 121424001
Achmad Faisal 121424002
Ade Julistian 121424003
Kelas 2A-TKPB
PROGRAM STUDI D4 TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2014
Tanggal Praktikum : 3 Juni 2014
Tanggal Pengumupulan : 9 Juni 2014
(Laporan)
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
2/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 2
I. PENDAHULUANa. Latar belakang
Operasi filtrasi adalah operasi yang bertujuan memisahkan padatan dari cairan
dalam campuran padat-cair (slurry) dengan cara melewatkan umpan slurry ke dalam
media filter. Daya dorong (driving force)pada proses filtrasi adalah beda tekanan umpan
slurry masuk dan tekanan filtrat keluar media filter (-P). Slurry akan dipisahkan
menjadi padatan (cake) yang menempel pada media filter dan cairan (filtrate)keluar dari
media filter. Untuk proses filtrasi dari slurry yang banyak mengandung air, proses
filtrasi ini bertujuan untuk mengurangi kadar air (dewatering). Proses filtrasi dilakukan
apabila proses pemisahan campuran padatan-cairan tidak dapat dilakukan dengan proses
sedimentasi gravitasi atau kecepatan pengendapan partikel padatnya lambat. Operasi
filtrasi termasuk salah satu dari proses klasifikasi pemisahan secara fisik-mekanik
(classification of mechanical-physical separation process). Dalam operasi filtrasi
menggunakan plate and frame filter press dilakukan secara batch pada tekanan
konstan. Aplikasi proses filtrasi secara komersial di industri, digunakan secara luas pada
pabrik bahan makanan, obat-obatatan, kertas dan pengolahan limbah industri. Dalam
pengolahan limbah industri digunakan untuk mengurangi kadar air, sehingga diperoleh
produk cairan jernih dan padatan, selanjutnya produk padatan dikeringkan.
b. Tujuan1. Menghitung tahanan spesifik ampas ( )2. Menghitung tahanan amapas ( Rc )3. Menghitung tahanan filter medium ( Rm )4. Menghitung laju filtrasi filtrate ( dV/dt )5. Menghitung waktu filtrasi selama 1 siklus ( t )
II. LANDASAN TEORI2.1 Plate And Frame Filter Press
Salah satu peralatan filtrasi batch yang penting adalah Plate And Frame Filter
Press, yang ditunjukkan oleh gambar 1, terdiri dari plat (plate) dan bingkai (frame)
berisi filter media (filter cloth) yangdirakit/dipasang diantara dua plat. Kapasitas Plate
And Frame Filter Press bergantung pada jumlah plate dan frame yang digunakan yang
disusun secara seri. Setiap frame sebagai tempat kedudukan filter media terdiri dari 2
(dua) media filter. Plate mempunyai saluran filtrat yang turun sepanjang plate. Umpan
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
3/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 3
slurry dipompa dan dialirkan melalui setiap saluran frame, kemudian disemprotkan
pada kedua sisi media filter.Filtrat mengalir melewati media filter dan padatan
menempel pada media filter. Filtrat mengalir diantara media filter dan permukaan
plate melalui saluran keluar . Satu siklus proses filtrasi sudah selesai, apabila pori-pori
media filterpada frame sudah penuh (tertutup) oleh padatan.
Gambar 1 : Proses filtrasi didalamPlate and Frame Filter Press
Keterangan gambar :
1. Umpan Slurry masuk2. Rangka Plate And Frame Filter Press3. Produk filtrat keluar media filter4. Slurry yang disemprotkan ke media filter5. Plate6. Plate7. Plate8. Frame dan media filter
2.2 Dasar Teori Proses Filtrasi Batch Pada Tekanan Konstan
(2-1)
Dimana : Kp dalam (s/m
6
) (SI) dan B dalam (s/m
3
) (SI)
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
4/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 4
(2-2)
(2-3)
Grafik hubungan :
Gambar 4 : Grafik hubungan dt/dV panda filtrasi tekanan tetap
Untuk tekanan konstan, konstan dan cakeyang tidak dapat dimampatkan (incompressible),
maka variabelnya hanya V dan t, sehingga integrasi :
(2-4)
(2-5)
(2-6)
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
5/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 5
Grafik hubungan :
Intersep = B
Gambar 5 : Grafik hubungan t/V panda filtrasi tekanan tetap
Dimana V adalah volume filtrate (m3) selama waktu t (s)
Dari data percobaan dibuatgrafik dt/dV vs V (gambar 4), dimana dt/dV fungsi linier dari
Vatau, t/V vs V (gambar 5), dimana t/V fungsi linier dari V.
Tahanan spesifik ampas () dicari dari koefisien arah (slope) = Kp dan tahanan media filter
(Rm) dari intersep = B (gambar 4) atau,tahanan spesifik ampas () dicari dari koefisien arah
(slope) = Kp/2 dan tahanan filter medium (Rm) dari intersep = B (gambar 5).
Laju Filtrasi (dV/dt)
Variabel-variabel yang mempengaruhi laju filtrasi :
Beda tekanan aliran umpan masuk dan tekanan filtrate keluar filter (-P) Viskositas cairan () Luas media filter/frame (A) Tahanan cake (Rc) Dan tahanan medium filter(Rm)
(2-7)
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
6/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 6
III. PERCOBAANa. Susunan alat yang digunakan
5
3 8
Gambar 6 : Susunan alat Plate And Frame Filter Press
Keterangan gambar :
1. Motor Pengaduk2. Tangki Slurry3. Katup Isap Pompa
4. Pompa5. Katup Umpan6. Presure gauge7. Pressure gauge
8. Katup Filtrat9. Plate Frame And
Filter Press
10.Tangki filtrat
b. Alat bantu yang digunakan1. Kunci sambungan flens2. Stop Watch3. Mistar/penggaris
c. Bahan yang digunakan1. Air (H2O) (1 m3)2. Kapur (CaCO3) atau padatan lain (50 kg)
29
1
10
6
4
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
7/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 7
d. Prosedur Kerja
Catat volume filtrate
dan waktu yang
dibutuhkan untuk
menmpung filtrate
setiap volume tertentu
secara kumulatif
Operasi filtrasi
selesai, ambil 10 data
waktu dan volume
filtrate secara
kumulatif
Matikan pompa dan
tutup katup
Lepas/bongkar filter
dari frame dan cuci
Ulangi prosedur dengan
operasi tekanan berbeda
Masukkan kapur yang
dibutuhkan dalam
tangki slurry dan aduk
denganmotor
pengaduk sampai
homogen
Hidupkan pompa, buka
katup umpan slurry
dengan bukaan tertentu
dan katup produk
filtrate dengan bukaan
penuh
Baca tekanan
umpan slurry masuk
dan tekanan filtrate
keluar pada
Manometer Vacuum
Gauge
Buat slurry (kapur
dalam air) dalam tangki
slurry dengan
konsentrasi 1Kg
adatan er 100 liter air
Hitung berat
kapur yang
Timbang kapur
yang dibutuhkan
Isi tangki slurry
dengan air sampai
volumenya 80%
Ukur diameter
tangki, tinggi air
dalam tangki, dan
hitung volume air
dlam tangki slurry
Ukur densitas air
dan hitung berat
air dalam tangki
Pasang isntalasi
Plate & Frame
Filter Press
Pasang media
filter pada fame
Rapatkan sambungan
tutup dan tangki filtrasi
dengan
mengencangkan
bautn a
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
8/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 8
e. Data Pengamatana. Pra-Proses FiltrasiMassa Ember kosong = 1.52 kg
Massa Ember + Kapur = 9.24 kg
Tinggi Tangki umpan + air = 38.3 cm
Diameter tangki umpan = 91 cmjari-jari = 45.5 cm
Diameter tangki air (filtrat) = 55 cmjari-jari = 27.5 cm
b. Proses FiltrasiNo Tinggi
(cm)
Volume
(cm3)
Volume
(m3)
t (s)
(-P)
(1.9 bar)
(-P)
(1.6 bar)
(-P)
(1.1 bar)
1 5 11873.13 0.011873 6 9 33
2 10 23746.25 0.023746 13 16 64
3 15 35619.38 0.035619 21 23 96
4 20 47492.5 0.047493 28 31 125
5 25 59365.63 0.059366 37 40 158
6 30 71238.75 0.071239 44 48 189
7 35 83111.88 0.083112 54 59 221
8 40 94985 0.094985 63 68 252
9 45 106858.1 0.106858 73 79 287
10 50 118731.3 0.118731 87 95 356
c. Cake yang terbentuk (-P) = 1.9 bar
Cake yang terbentuk = 8 kotak
Luas Cake = 37.5 cm x 37.5 cm
Tinggi cake pada flate-1 = 1.7 cm
Tinggi cake pada flate-2 = 1.5 cm
(-P) = 1.6 barCake yang terbentuk = 8 kotak
Luas Cake = 37.5 cm x 37.5 cm
Tinggi cake pada flate-1 = 1.6 cm
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
9/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 9
Tinggi cake pada flate-2 = 1.3 cm
(-P) = 1.1 barCake yang terbentuk = 8 kotakLuas Cake = 37.5 cm x 37.5 cm
Tinggi cake pada flate-1 = 1.5 cm
Tinggi cake pada flate-2 = 0.8 cm
IV. PENGOLAHAN DATAVolume air dalam tangki =
Konsentrasi Slurry, Cs =
Luas total filter = 2 x 0.3752 = 0 .28125 m2
(-P) = 1.9 barNo. V (m ) t (s) t/V (s/m )
1 0.011873 6 505.35
2 0.023746 13 547.46
3 0.035619 21 589.57
4 0.047493 28 589.56
5 0.059366 37 623.25
6 0.071239 44 617.64
7 0.083112 54 649.73
8 0.094985 63 663.26
9 0.106858 73 683.15
10 0.118731 87 732.75
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
10/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 10
Tahanan spesifik ampas
Tahanan filter medium
Tahanan ampasVolume cake =
Laju filtrasi
y = 1806.9x + 502.18
R = 0.9557
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
800.00
0 0.05 0.1 0.15
t/v(s/m3
)
volume (m3)
t/V vs V
Linear (t/V vs V)
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
11/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 11
Waktu filtrasi satu siklus
(-P) = 1.6barNo. Volume
(m3)
Waktu (s) Waktu/
volume (t/m3)
1 0.011873 9 758.02
2 0.023746 16 673.80
3 0.035619 23 645.72
4 0.047493 31 652.73
5 0.059366 40 673.79
6 0.071239 48 673.79
7 0.083112 59 709.89
8 0.094985 68 715.90
9 0.106858 79 739.30
10 0.118731 95 800.13
y = 694.12x + 658.98
R = 0.2508
0.00100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
800.00
900.00
0 0.05 0.1 0.15
t/v(s/m3)
volume (m3)
t/V vs V
Linear (t/V vs V)
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
12/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 12
Tahanan spesifik ampas
Tahanan filter medium
Tahanan ampasVolume cake =
Laju filtrasi
Waktu filtrasi satu siklus
(-P) = 1.1barNo. Volume
(m3)
Waktu (s) Waktu/
volume (t/m3)
1 0.011873 33 758.02
2 0.023746 64 673.80
3 0.035619 96 645.72
4 0.047493 125 652.73
5 0.059366 158 673.79
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
13/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 13
6 0.071239 189 673.79
7 0.083112 221 709.89
8 0.094985 252 715.90
9 0.106858 287 739.3010 0.118731 356 800.13
Tahanan spesifik ampas
Tahanan filter medium
Tahanan ampasVolume cake =
y = 902.01x + 2652.4
R = 0.0888
2600.00
2650.00
2700.00
2750.00
2800.00
2850.00
2900.00
2950.00
3000.00
3050.00
0 0.05 0.1 0.15
t/v(
s/m3)
volume (m3)
t/V vs V
Linear (t/V vs V)
5/24/2018 Laporan P&F Fix Print
14/14
Laporan Praktikum (Kelompok 1)
Plate & Frame Filter Press 14
Laju filtrasi
Waktu filtrasi satu siklus
V. PEMBAHASANVI. KESIMPULAN
Pada praktikum ini didapatkan :
(-P) = 1.9 Bar (-P) = 1.6 Bar (-P) = 1.1 Bar
Kp (s/m6) 3613.8 1388.24 1804.02
B (s/m ) 502.18 658.98 2652.4
(m/kg) 17.5 x 108 5.66 x 10
8 5.11 x 10
8
Rm (m-1
) 2.68 x 1010
2.965 x 1010
8.21 x 1010
Rc (m-1
) 8.68 x 108 2.55 x 10
8 1.8 x 10
8
dV/dt (m s) 1.93x 10-
1.505x 10-
3.76x 10-
t satu siklus (s) 2.29 2.7 8.58
VII. DAFTAR PUSTAKA1. Geankoplis, C., C J., Transport Process and Unit Operation 3 rd., Prentice Hall,
Upper Saddle River New Jersey,1993.
2. Peters and Timmerhauss, Plant Design and Economic for Chemical EngineeringMc.Graw-Hill Chemical Engineering Series.