filtrasi PDF

Preview

Summary

FILTRASI GUSNI SUSHANTI JURUSAN TEKNIK KIMIA AKADEMI TEKNOLOGI INDUSTRI PADANG LOGO LOGO Operasi filtrasi Pada umumnya proses fitrasi dilakukan pada kondisi : a. Tekanan konstan b. Laju filtrasi konstan (biasanya slurry yang dialirkan kedalam filter menggunakan positive-displacement pump) LOGO a. PE...

Description

FILTRASI GUSNI SUSHANTI JURUSAN TEKNIK KIMIA AKADEMI TEKNOLOGI INDUSTRI PADANG

LOGO

Operasi filtrasi

LOGO

Pada umumnya proses fitrasi dilakukan pada kondisi : a. Tekanan konstan b. Laju filtrasi konstan (biasanya slurry yang dialirkan kedalam filter menggunakan positive-displacement pump)

a. PERSAMAAN FILTRASI PADA FILTRASI TEKANAN KONSTAN

LOGO

1. Persamaan dasar laju filtrasi pada proses batch. t KpV  B V 2 Dimana :

cs Kp  2 A (  p )

R m B A (  p )

Keterangan : t = waktu atau lama filtrasi (detik) V = volume filtrat m3 Δp = pressure drop, N/m2 A = luas filter, m2 µ = viskositas, Pa.s atau kg/m.s α = hambatan cake, m/kg Rm = hambatan filter medium terhadap aliran filtrasi, m-1

Contoh 1

LOGO

 dari hasil percobaan filtrasi slurry CaCO3 pada tekanan konstan (-Δp) 338kN/m2 dan temperatur 298.2 K. luas filter flate and frame yang digunakan (A) adalah 0.0439 m2. konsentrasi slurry (cs) 23.47 kg/m3. hitung konstanta α dan Rm dari data eksperimen yang diberikan berikut ini. Viskositas air = 8.937 Pa.s = 8.937 kg/m.s

a

 x. y  n xy  x   n. x 2

2

Data t (s)

V (m3)

4.4

0.498 . 10-3

9.5

1.00. 10-3

16.3

1.501. 10-3

24.6

2.0. 10-3

34.7

2.498. 10-3

46.1

3.002. 10-3

59

3.506. 10-3

73.6

4.004. 10-3

89.4

4.502. 10-3

107.3

5.009. 10-3

LOGO

Langkah penyelesaian

LOGO

1. Persamaan yang dibutuhkan dalam soal t KpV  B V 2 Sebagai y

Sebagai x

slope

2. Buat grafik dari data yang ada t/V vs V 3. Untuk membuat grafik dibutuhkan nilai t/V dan V

LOGO

4. Dari tabel dibuat grafik dan cari persamaan pendekatan linearnya Y = aX + b t (s)

V (m3)

4.4

0.498 . 10-3

9.5 16.3

1.00. 10-3 1.501.

10-3

10-3

24.6

2.0.

34.7

2.498. 10-3

46.1

3.002. 10-3

59

3.506. 10-3

73.6

4.004. 10-3

89.4

4.502. 10-3

107.3

5.009. 10-3

t/V

a = slope b = intersept

x. y  n xy  a  x   n. x 2

b

2

2  x . xy y . x    

n = jumlah data

 x 

2

 n. x 2

LOGO

5. Slope = Kp/2

cs Kp  2 A (  p )

Dari rumus ini akan didapat nilai α

6. Intersept = B R m B A(p)

Dari rumus ini akan didapat nilai Rm

Contoh (2)

LOGO

Contoh 3

LOGO

slurry CaCO3 pada tekanan konstan (-Δp) 338kN/m2 dan temperatur 298.2 K. luas filter flate and frame 0.873 m2 dan jumlah frame yang digunakan adalah 20 buah. konsentrasi slurry (cs) 23.47 kg/m3. hambatan cake (α) 1.863 x 1011 m/kg.hambatan filter medium (Rm) 10.63 x 1011 m-1 Hitung waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan 3.37 m3 filtrat

Langkah penyelesaian

Langkah 1 Diketahui : (-Δp) 338kN/m2 A = 0.873 m2 (1 frame) Jumlah frame = 20 buah (cs) 23.47 kg/m3 (α) 1.863 x 1011 m/kg (Rm) 10.63 x 1011 m-1 V = 3.37 m3 Ditanya t?

LOGO

Langkah penyelesaian

Langkah 2 Rumus yang dibutuhkan adalah t KpV  B V 2

cs Kp  2 A (  p )

R m B A(p)

LOGO

Waktu pencucian filter Waktu pencucian filter untuk filtrasi pada tekanan konstan 1  dV      dt  f KpVf  B

dV/dt = laju pencucian, m3/s Vf = total volume filtrat,m3

LOGO

LOGO

Khusus pada filter jenis plate and frame 1 1  dV      dt  f 4 KpVf  B

Waktu pencucian =

jumlah air pencuci laju pencucian

LOGO

Total lamanya siklus proses filtrasi Adalah Waktu filtrasi + waktu pencucian + waktu pembersihan cake

Contoh 4

LOGO

Jika karakteristik fluida sama dengan contoh 3, dimana Kp = 37.93 s/m6, B = 160 s/m3 dan Vf = 3.37 m3. jumlah air yang digunakan untuk mencuci filtrat adalah 10% dari volume filtrat. Hitung waktu pencucian dan total siklus filtrasi jika lamanya pembersihan cake adalah 20 menit.

LOGO

Filtrasi kontinyu t KpV  B V 2 KpV2 t  BV 2

B  V

Flowrate = V/Atc

2



 2K p t



Kp Rm

tc

Jika hambatan filter medium, Rm nya diabaikan maka B = 0



1/ 2





B

Rm2

t c2



2 cs (  p ) f

c s

( t c ) 2



1/ 2

Rotary drum filter Pada rotary drum filter, t = ftc f = fraksi siklus yang digunakan untuk pembentukan cake, kalau pada rotary drum, f adalah fraksi permukaan drum yang tercelup ke dalam slurry

 2f ( p)  Flowrate = V/Atc    t  c s   c

1/ 2

LOGO

LOGO

2. Filtrasi dengan laju konstan

LOGO

Filtrasi dengan laju konstan maka tekanan tidak konstan  c s dV   R m dV   p   2 V     A dt   A dt   Kv V  C Kv = N/m5 = lbf/ft5 dan C = N/m2 (lbf/ft2), Jika

dV Vt dt

 c s  dV  2   R m dV  t    p   2    A  dt    A dt   

Contoh 5 Jika persamaan untuk proses filtrasi pada tekanan konstan 38.7 psia (266.8 kPa) adalah t/V = 6.1 x 10-5 V + 0.01 Dimana t dalam detik, -Δp (psia) dan V (liter). Hambatan cake tidak bergantung pada tekanan. Jika filtrasi dioperasikan pada laju konstan 10 liter/detik. Berapa lama akan diperoleh tekanan 50 psia?

LOGO

Langkah penyelesaian

LOGO

1. Cari Rm dan α menggunakan persamaan filtrasi pada soal 2. Subsitusi nilainya pada rumus filtrasi dengan laju konstan  c s  dV  2   R m dV  t    p   2    A  dt    A dt    3. Maka akan didapat waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 50 psia...