Pengertian Filtrasi
Filtrasi adalah operasi dimana campuran
yang heterogen antara fluida dan partikel-partikel padatan dipisahkan oleh
media filter yang meloloskan fluida tetapi menahan partikel-partikel padatan.
Hal
yang paling utama dalam filtrasi adalah mengalirkan fluida melalui media
berpori. Filtrasi dapat terjadi karena adanya gaya
dorong, misalnya ; gravitasi, tekanan dan gaya
sentrifugal. Pada beberapa proses media filter membantu balok berpori (cake)
untuk menahan partikel-partikel padatan di dalam suspensi sehingga terbentuk
lapisan berturut-turut pada balok
sebagai filtrat yang melewati balok dan
media tersebut.
Pada umumnya filter dapat
digolongkan berdasarkan gaya dorong alami.
- Macam-Macam Filter
a.
Filter Gravitasi (Gravity Filter)
-
Merupakan
tipe yang paling tua dan sederhana.
-
Filter
ini tersusun atas tangki-tangki yang bagian bawahnya berlubang-lubang dan diisi
dengan pasir-pasir berpori dimana fluida mengalir secara laminer (gb. 2-32)
-
Filter ini
dugunakan untuk proses fluida dengan kuantitas yang besar dan mengandung
sedikit padatan. Contohnya : pada pemurnian air.
-
Tangki biasanya terbuat dari kayu, bata atau logam
tetapi untuk pengolahan air biasa digunakan beton. Saluran dibagian bawah yang
berlubang mengarah pada filtrat, saluran itu dilengkapi dengan pintu atau keran
agar memungkinkan backwashing dari dasar pasir untuk menghilangkan
padatan-padatan yang terakumulasi. Bagian bawah yang berlubang tertutup oleh
batuan atau kerikil setinggi 1 ft atau lebih untuk menahan pasir. Pasir yang
biasa digunakan dalam pengolahan air sebagai media filter adalah pasir-pasir
kuarsa dalam bentuk yang seragam. Kokas yang dihancurkan biasanya digunakan
untuk menyaring asam sulfur. Batu kapur biasanya digunakan untuk membersihkan
cairan organik baik dalam filtrasi maupun adsorbsi.
Hal yang harus diperhatikan dalam filter gravitasi,
bongkahan-bongkahan kasar (batu atau kerikil) diletakkan bagian atas balok berpori (cake) untuk menahan materi-materi kecil yang ada di atasnya (pasir,
dll). Materi yang berbeda ukurannya harus diletakkan dengan membentuk
lapisan-lapisan sehingga dapat bercampur dan ukuran untuk setiap materi
harusnya sama untuk menyediakan pori-pori dan kemampuan yang maksimal.
b.
Filter Pelat dan Bingkai
Filter
tekanan biasanya tersusun dari pelat-pelat dan bingkai-bingkai (gb. 2-34). Pada
filter ini pelat-pelat dan bingkai-bingkai disusun secara bergantian dengan
filter kain dengan arah berkebalikan pada tiap pelat. Pemasangannya dilakukan
secara bersamaan sebagai kesatuan gaya mekanik (oleh sekrup / secara hidrolik).
(gb. 2-36)
Ada
beberapa macam tipe bertekanan yang menggunakan pelat dan bingkai. Yang paling
sederhana mempunyai salah satu saluran tunggal mengenali suspensi pada
pencucian dan pembukaan tunggal pada setiap pelat untuk mangalirkan cairan
(pada pengiriman terbuka). Tipe yang lain mempunyai saluran terpisah untuk
membedakan suspensi dan air pencucian tetapi ada juga yang menggunakan saluran
terpisah untuk memisahkan suspensi dan air pencucian (pada pengiriman tertutup).
Saluran ini biasanya terdapat di pojok atau di tengah atau tepat di tengah.
Umpan
suspensi masuk malalui saluran yang terbentuk dari lubang-lubang pada pojok
kanan atas antara pelat dan bingkai. Dari saluran ini, suspensi masuk ke
bingkai menuju ruang di antara pelat-pelat. Tekanan pada suspensi diumpankan
pada proses penekanan untuk menghasilkan filtrat. Filtrat tersebut menuju
ruang-ruang diantara kain dan pelat melalui kain-kain dari kedua sisi pelat ke
keluaran yang berupa klep atau menuju saluran kedua yang dibentuk oleh
lubang-lubang pada pojok lain dari pelat dan bingkai dengan keluaran yang
didukung oleh pelat-pelat tidak oleh bingkai. Baik keluaran melalui saluran
atau melalui keran atau klep dan pelat dilubangi atau dibuat dengan filtrat,
memasuki keluaran melalui sisi pelat.
Padatan
dalam suspensi berakumulasi dalam kain pada sisi sebaliknya dari pelat-pelat.
Setelah beberapa waktu sebagian kecil ruang diantara pelat tersedia untuk
suspensi, dan umpan dimatikan. Jika cake
dicuci, fluida pencuci di dalamnya disalurkan ke dalam suspensi atau masukan
campuran bi balik suspensi, masuk ke cake
kurang lebih dari tengah bingkai, dan lewat menuju pelat pada kedua sisi.
Setelah cake dicuci, aliran ini
terhenti, gaya yang menahan pelat dilepaskan, pelat dan bingkai terbuka
seketika, dan cake dihilangkan atau
dibuang ke dalam lubang di bawah penekan. Setelah pembuangan selesai, penekan
ditutup lagi dengan memberikan gaya mekanik untuk mengunci pelat dan bingkai
bersamaan, dan sebuah siklus baru filtrasi dimulai.
Pencucian
dapat dikeluarkan terpisah dari filtrat dengan menyediakan kedua keluaran bawah
melalui keran dan sebuah saluran terpisah pada pojok lainnya dari pelat.
Pencucian
sederhana adalah ketika pencucian mengalir melalui cake dengan jalan yang sama seperti filtrat. Ekspresi
“trhough washing” atau “every other pelate washing” (gb. 2-38) membutuhkan
penggunaan dua tipe pelat yang berbeda. Pelat yang bukan pencuci (satu tombol)
dan pelat pencuci (tiga tombol) diisikan dalam penekan diantara bingkai (dua
tombol). Umpan memasuki bingkai seperti sebelumnya. Pencucian memasuki setiap
pelat dan melewati dua cake pada
bingkai di kedua sisi pelat, meninggalkan keran pada pelat bukan pencuci (satu
tombol). Metode ini memerlukan klep
yang tertutup pada pelat-pelat (tiga tombol) ke dalam masukan pencuci.
Semuam tipe
pelat ini dapat didesain untuk mengoperasikan pada pengiriman tertutup dengan
menyediakan saluran ketiga yang dibentuk oleh lubang di sebelah pojok kanan
bawah pelat dan bingkai. Empat saluran memungkinkan untuk mengoperasikan dengan
menggunakan pengiriman tertutup dengan keluaran terpisah untuk filtrat dan
pencucian. Umpan suspensi masuk ke setiap bingkai melalui saluran kanan atas
(tidak ada pembukaan dari saluran ini ke pelat manapun). Filtrat meninggalkan
setiap pelat menuju saluran kiri bawah bingkai penuh dengan cake. Pencucian masuk melalui saluran
kiri atas ke setiap pelat menuju cake
ganda di antara bingkai pada sisi lain pelat ini dan keluar melalui saluran
kanan bawah pada pelat pengganti (satu tombol). Selama pencucian keran pada
filtrat pada keluaran dan masukan pencucian tertutup.
Penekan
pelat dan bingkai sangat luas digunakan khususnya ketika cake sangat berharga dan ukurannya sangat kecil. Filter yang
kontinyu menggantikan penekan pelat dan bingkai untuk banyak operasi berskala
besar.
c.
Batch Leaf Filter
Filter daun mirip dengan filter pelat dan bingkai, di
bagian dalamnya cake disimpan pada
setiap sisi daun dan filtrat mengalir keluar melalui saluran dari saringan
pembuangan air yang kasar pada daun di antara cake, daun-daun tersebut dibenamkan ke dalam suspensi. Tipe filter
daun ditunjukkan pada gambar 2-40, 2-41, 2-42 dan 2-43.
Gambar 2-40 menunjukkan Filter daun tetap (tipe
Sweetland).Gambar 2-41 menunjukkan Filter daun berotasi (tipe Vallez) dimana cake lebih seragam.Gambar 2-42 menunjukkan
Filter Kelly dalam posisi terbuka. Filter tertutup dan kran masukan terbuka
sehingga suspensi dapat masuk ke selongsong dengan udara yang dipindahkan dari
ventilasi ke selongsong atas bagian belakang. Ventilasi dapat tertutup atau
dibiarkan terbuka setelah selongsong penuh. Jika kran dibiarkan terbuka, maka
kran akan membatasi aliran berlebih dan akan mengembalikan umpan yang berlebih
ke tangki pengumpan sehingga dapat memberikan sirkulasi yang lebih baik antara
filter daun dan untuk menjaga partikel-partikel besar dari pengendapan filtrasi
dilanjutkan sampai ketebalan yang diinginkan tercapai atau filtrasi rata-rata
turun secara tajam.
Umpan
didiamkan sebentar, saluran keluaran terbuka kemudian slurry dialirkan. Tekanan
udara rendah dialirkan ke dalam tangki untuk menambahkan solution berlebih.
Adanya perbedaan tekanan akan membantu menjaga cake di dalam melawan filter kain. Setelah filter kosong, tutup
dapat dibersihkan atau dialiri udara berlebih untuk mengeringkan cake lebih dulu. Untuk kelebihan fluida
pencuci dikeringkan pada akhir pencucian dengan cara sama seperti pada
kelebihan slurry dan cake dialiri
dengan udara. Tutup dibuka dan cake dibuang
bertekanan udara.Gambar 2-43 menunjukkan Operasi Batchwise.
Contoh : pembuatan Mg dari air laut.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar