Modul Pengoperasian Peralatan Filtrasi

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 1

KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas
karunia dan hidayah-Nya, penyusun telah berhasil menyelesaikan modul
Pengoperasian Peralatan filtrasi . Modul materi ajar ini disusun dalam
rangka kegiatan pendalaman materi Pendidikan Profesi Guru (PPG) dalam
jabatan angkatan 3 Teknik Kimia Universitas Negeri Medan. Dalam modul
ini diharapkan pembaca dapat memiliki pengetahuan, sikap, dan
keterampilan tentang Pengoperasian peralatan filtrasi serta mampu
memecahkan masalah kontekstual berkaitan dengan filtrasi
Penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang
membantu dalam penyusunan modul ini kepada bapak/ibu dosen
Universitas Negeri Medan yang telah dengan sabar membimbing kami
menyelesaikan modul ini.
Kritik dan saran dari semua pihak selalu terbuka untuk
penyempurnaan modul ini. Semoga modul ini dapat bermanfaat bagi
perkembangan pendidikan di Indonesia, khususnya peningkatan kualitas
guru-guru teknik kimia.

Pekalongan, Juli 2021
Penyusun

Dyah Rosita Heny, ST, MT

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 2

DAFTAR ISI 1

HALAMAN JUDUL 2
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI 3

DAFTAR GAMBAR 4
KI, KD DAN INDIKATOR
5
Langkah-Langkah Pembelajaran Berbasis PBL
A. Pendahuluan 6

1. Deskripsi 8
2. Petunjuk Belajar 8
9
B. Inti
1. Tujuan pembelajaran 9
2. Pokok Materi 10
3. Uraian Materi 10
4. Forum diskusi 10
25
C. Penutup 26
1. Rangkuman 26
2. Refleksi 26
3. Tes Formatif 28
4. Kunci Jawaban 33
Glosarium
32
Daftar Pustaka
33

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 3

DAFTAR GAMBAR 11
12
Gambar 1. Sajian the dalam bentuk serbuk dan kantong 13
Gambar 2. Filtrasi di laboratorium 14
Gambar 3. Istilah dalam filtrasi 15
Gambar 4. Prinsip kerja filtrasi 15
Gambar 5. Gravity filter 15
Gambar 6. Penyaring tekanan 16
Gambar 7. Penyaring vakum 17
Gambar 8. Penyaring sentrifugal 18
Gambar 9. Penyaring pasir 20
Gambar 10 Plate and frame filter press 21
Gambar 11 Batch leaf filter 24
Gambar 12 Bagian rotary vakum filter
Gambar 13 Diagram proses filtrasi

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 4

PERALATAN FILTRASI

1. KOMPETENSI INTI
KI 3 : Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual,
konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin
tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan
humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan,
dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang
kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah.
KI 4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah
abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah
scara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu
melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung.

2. KOMPETENSI DASAR
3.4. Menerapkan peralatan filtrasi
4.4. Mengoperasikan peralatan filtrasi

3. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
3.4.1. Menerapkan prinsip kerja filtrasi
3.4.2. Memilih jenis-jenis peralatan filtrasi
4.4.1 Mengoperasikan peralatan filtrasi
4.4.2 Menerapkan perhitungan neraca massa dalam filtrasi

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 5

4 .Langkah-Langkah Pembelajaran Berbasis
Model Pembelajaran Problem Basic Learning.

1. Orientasi Peserta Didik Pada Masalah
Pada tahap ini guru akan menjelaskan tujuan pembelajaran serta memberikan
masalah atau kasus yang nyata sesuai materi

2. Mengorganisasi Peserta Dididk Untuk Belajar
Pada tahap ini kalian akan diminta membentuk kelompok untuk mendiskusikan
masalah yang telah diberikan

3. Membimbing Penyelidikan Individual Maupun Kelompok
Pada tahap ini kalian diminta untuk mencari data atau referensi dan guru juga
akan menyampaikan materi tentang pengolahan air minum, air limbah dan air
proses industri.

4. Mengembangkan dan menyajikan hasil karya
Pada tahap ini kalian diminta menyampaikan hasil diskusi di depan kelas

5. Menganalisis dan mengevaluasi Proses Pemecahan Masalah
Pada tahap ini kalian diminta merefleksikan atau evaluasi terhadap apa yang
disampaikan

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 6

Pengoperasian peralatan filtrasi

A. Pendahuluan
1. Deskripsi

Mengapa air tersebut warnanya keruh? Apakah air tersebut bisa digunakan?
Bagaimana cara agar air keruh bisa menjadi jernih?

Gambar 1. Pengolahan air kotor menjadi air bersih.

Air merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat penting bagi

kehidupan manusia, baik untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari maupun

untuk kepentingan lainnya seperti pertanian dan indutri. Oleh karena itu

keberadaan air dalam masyarakat perlu dipelihara dan dilestarikan bagi

kelangsungan kehidupan. Air tidak dapat dipisahkan dengan kehidupan, tanpa

air tidaklah mungkin ada kehidupan. Semua orang tahu betul akan pentingnya

air sebagai sumber kehidupan. Namun, tidak semua orang berpikir dan bertindak

secara bijak dalam menggunakan air dengan segala permasalahan yang

mengitarinya. Malah ironisnya, suatu kelompok masyarakat begitu sulit

mendapatkan air bersih, sedangkan segelintir kelompok masyarakat lainnya

dengan mudahnya menghambur-hamburkan air.

Kebutuhan akan pentingnya air tidak diimbangi dengan kesadaran untuk

melestarikan air, sehingga banyak sumber air yang tercemar oleh perbuatan

manusia itu sendiri. Ketidak bertanggung jawaban mereka membuat air menjadi

kotor, seperti membuang sampah ke tepian sungai sehingga aliran sungai

menjadi mampet dan akhirnya timbul banjir jika hujan turun, membuang limbah

pabrik ke sungai yang mengkibatkan air itu menjadi tercemar oleh bahan-bahan

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 7

berbahaya, dan lain sebagainya. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan air yang
telah tercemar hingga layak digunakan untuk aktivitas sehari-hari.

2. Petunjuk Belajar

Supaya proses pembelajaran berjalan dengn lancar, ikutilah langkah-langkah
pembelajaran berikut ini.

a. Pahamilah capaian pembelajaran, subcapaian pembelajaran, dan uraian
materi pada setiap KB!

b. Untuk lebih memahami materi pembelajaran, bukalah semua jenis media
dan link media pembelajaran yang ada untuk setiap KB!

c. Untuk memudahkan Anda mengingat kembali uraian materi, maka
bacalah rangkuman pada KB ini!

d. Kerjakanlah tes formatif yang terdapat pada KB ini untuk menguji apakah
Anda sudah sampai ke tujuan pembelajaran!

e. Ikutilah forum diskusi dengan sungguh-sungguh karena aktivitas Anda
dalam berdiskusi akan dinilai oleh instruktur!

f. Jawaban Anda bisa dicek pada kunci jawaban tes formatif masing
g. Kegiatan Belajar pada akhir modul ini!
h. Point untuk masing-masing nilai forum diskusi, tes formatif, dan tugas akhir

sudah ada pada modul. Nilai akhir tes formatif untuk semua kegiatan
belajar pada modul ini ditentukan oleh rata-rata nilai tes formatif, seperti
persamaan berikut ini.

−

( 1 + 2 + 3 + 4)
=

4
i. Apabila Anda telah memperoleh nilai di atas 80, kerjakan tugas akhir!
j. Setelah selesai tugas akhir, kerjakan tes sumatif. Jika belum mencapai 80,

pelajari kembali kegiatan sebelumnya!

B. INTI

Dalam kehidupan sehari-hari anda sering melakukan proses penyaringan.

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 8

Misalnya ketika membuat minuman teh anda menyaring daun teh dengan air
panas. Contoh lain, ketika membuat santan kelapa. Untuk memisahkan santan
dan kelapa parut, anda juga sering melakukan penyaringan. Misalnya anda
menyaring sisa bahan ekstraksi dengan larutan ekstrak atau memisahkan
padatan untuk mendapatkan larutan yang jernih untuk proses selanjutnya.
Demikian juga di Industri yang hampir semua melaksanakan proses penyaringan
seperti di industri gula yang membersihkan nira dari kotoran ampas tebu. Pada
pengolahan air sungai menjadi air minum juga diperlukan beberapa proses
diantaranya filtrasi, coba liat video ini deskripsikan tahapan proses pengolahan
air sungai seperti didalam video!
https://www.youtube.com/watch?v=YQWseyeSnaY

C. Tujuan Pembelajaran

Melalui pengamatan video pembelajaran serta diskusi dan kerja kelompok,
peserta didik dapat memahami konsep filtrasi dengan cermat dan kritis
o Berdasarkan studi kasus, peserta didik dapat mendefinisikan pengertian

pengeringan dengan benar
o Setelah mempelajari materi peserta didik mampu memilih jenis filtrasi

dengan benar
o Setelah mempelajari materi peserta didik mengoperasikan peralatan filtrasi

dengan benar
o Setelah mempelajari materi peserta didik menghitung neraca massa dalam

filtrasi dengan benar
D. Pokok Materi

Pengoperasian peralatan filtrasi

E. Uraian Materi

Sebelum memulai materi , dibawah ini ada video pembelajaran tentang filtrasi
https://www.youtube.com/watch?v=80jrdIZ_rIw

Ada yang sudah mengenal atau pernah mendengar mengenai istilah Filtrasi?
Simak penjelasan terlengkapnnya di bawah ini. Istilah “filtrasi” berlaku baik filter

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 9

mekanis, biologis, atau fisik. Filtrat disebut cairan yang mengalir melalui filter.
Mungkin, itu adalah metode pemisahan paling umum yang kita temui dalam
kehidupan sehari-hari. Dari minuman teh atau kopi hingga mandi santai sebelum
tidur, kita menemukan beberapa proses filtrasi selama rutinitas harian. Kertas,
kain, kapas, asbes, terak atau wol kaca, gerabah tanpa glasir, pasir, atau bahan
berpori lainnya dapat berfungsi sebagai filter. Secara teknis, ukuran membran
berpori harus lebih kecil untuk bahan apa pun yang berfungsi sebagai filter
daripada kotoran yang akan dihilangkan. Bergantung pada ukuran kotoran atau
filtrat yang diperlukan, seseorang dapat menentukan ukuran filter yang sesuai.
Namun, orang tidak boleh bingung antara filtrasi dengan saringan atau ayakan, di
mana pemisahan terjadi pada satu lapisan berlubang (ayakan).

Untuk lebih spesifiknya, saringan menetapkan kalibrasi ambang batas yang dapat
dilewati semua bahan berukuran kecil, yang berada dalam fase yang sama
dengan yang lain. Sedangkan filter mengisolasi bahan dengan satu kualitas dari
bahan tanpa kualitas itu, ukuran, fase, reaktivitas, polaritas, dll. Dalam teknologi
kimia, filtrasi sangat umum digunakan dan memudahkan hidup kita sehari-hari.
Berikut merupakan beberapa contohnya dalam kehidupan sehari-hari, coba
bandingkan antara teh tubruk dengan teh dalam kantong, lebih mudah mana cara
minum teh nya?

Gambar 1. Sajian Teh dalam bentuk serbuk dan kantong

Teh telah menjadi bagian yang kompleks dari rutinitas harian kita, dan oleh karena
itu, untuk mengikuti laju modernisasi, beberapa kemajuan telah dilakukan pada
metode pembuatannya. Alat yang awalnya digunakan untuk memisahkan daun
teh kering dari teh cair adalah teh-infuser, yang kini telah diganti dengan kantong
teh praktis. Kantong teh adalah kantong atau bungkusan kecil, berpori, tertutup

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 10

rapat, biasanya berisi daun teh, yang direndam dalam air hingga terendam dan
dibuat minuman. Awalnya hanya digunakan untuk teh (Camellia sinensis),
sekarang dibuat dengan varietas daun teh herbal lainnya juga.

Pernahkah kalian lihat
minum teh dengan
tradisi jepang

Istilah Filtrasi
Filtrasi adalah operasi campuran heterogen antara fluida dan partikel padat yang
dipisahkan dengan filter medium dengan cara mengalirkan fluida, tetapi menahan
partikel padat. Sebagai contoh filtrasi dilaboratorium dapat dilihat pada gambar
berikut.

Gambar 2. Filtrasi di laboratorium

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 11

Istilah-istilah dalam proses filtrasi dapat dijelaskan sebagai berikut:

Filter medium Slurry

Filter cake
Support for filter

medium

Filtrat

Gambar 3. Istilah dalam filtrasi

Hal yang penting dalam filtrasi adalah mengalirkan fluida melalui media berpori.
Filtrasi dapat terjadi karena gaya dorong, seperti gravitasi, tekanan dan gaya
sentrifugal. Pada beberapa proses media filter membantu blok berpori(cake)
untuk menahan partikel-partikel padatan di dalam suspensi sehingga terbentuk
lapisan berturut-turut pada balok sebagai flitrat yang melewati blok dan media
tersebut.

Tujuan Filtrasi

Tujua filtrasi adalah :

1. Untuk memperoleh zat padatnya. Dalam hal ini diperlukan pencucian
terhadap zat padat yang telah dipisahkan

2. Untuk memperoleh zat cair/filtratnya sehingga zat cair yang terikut dalam zat
padat harus diusahakan sekecil mungkin.

3. Untuk memperoleh keduanya. Dalam hal ini pemisahan diusahakan
sempurna

Filter medium

Dalam filtrasi dibutuhkan filter medium. Filter medium ini berada di dalam filter
yang berupa :

1. Kawat yang dianyam
2. Lempengan logam yang berlubang

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 12

3. Anyaman dari plastik
4. Kasa

Untuk memperoleh hasil penyaringan yang lebih sempurna, terutama partikel-
partikel yang akan dipisahkan berukuran halus diperlukan filter pembantu yang
dapat berupa kain (filter cloth) atau kertas.

Prinsip Kerja Filtrasi

Dalam proses filtrasi ada beberapa istilah yaitu up stream yakni aliran sebelum

melalui filter medium dan down stream aliran setelah melalui filter medium. Prinsip

terjadinya filtrasi dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Filter medium

SSlurry SFiltrat

PA PB
Gambar 4. Prinsip kerja filtrasi

Umpan yang berupa slurry (campuran antara cairan dan padatan) dilewatkan
dalam filter medium. Cairan yang lolos dari filter medium. Cairan yang lolos
medium dinamakan filtrate, sedangkan padatan akan tertahan di dalam filter
medium dan mengendapkan medium dan mengendap membentuk cake. Cake
lama-lama akan semakin tebal sehingga menyebabkan filtrate semakin lama akan
semakin lambat karena tertahan oleh padatan tersebut. Filtrasi ini terjadi jika
tekanan pada up stream lebih besar daripada tekanan di down stream (PA>PB).
Filtrasi dapat terjadi karena adanya gaya pendorong yang berupa gravitasi,
tekanan, vakum dan gaya sentrifugal.

Klasifikasi Filtrasi

Berdasarakan gaya pendorong aliran, penyaring dapat diklasifikasikan sebagai
berikut.

1. Penyaring gaya berat (gravity filter)
Sistem pengaliran fluida dari upstream ke down stream dengan memanfaatkan
energi potensial gravitasi yang dimiliki akibat perbedaan ketinggian. Salah satu
gravity filter dapat dilihat pada gambar berikut:

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 13

Gambar 5. Gravity filter
2. Penyaring tekanan (pressure filter)

Sisteam pengaliran fluida dari upstream ke down stream dengan cara tekanan
up stram lebih besar dari tekanan atmosfer. Sebagai contoh penyaring
tekanan dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6. Penyaring tekanan

3. Penyaring vakum (Vacuum Filter)
Sisteam pengaliran fluida dari upstream ke down stream dengan kondisi
tekanan down stream lebih kecil dari tekanan atmosfer. Salah satu penyaring
vakum di industry dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 7. Penyaring vakum

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 14

4. Penyaring sentrifugal (sentrifugal filter)
System pengaliran fluida dari upstream ked ow stream dengan
memanfaatkan gaya sentrifugal padatan akan terlempar di tepi
filter, sedangkan cairan menuju ke pusat putaran dan mengalir ke
bawah dari bagian filter, Sebagai contohnya penyaring sentrifugal
seperti gambar dibawah ini.

Gambar 8. Penyaring sentrifugal

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 15

Jenis-jenis Filtrasi

Jenis-jenis fliter dijabarkan sebagai berikut.

1. Penyaring pasir (sand filter)
Penyaring pasir biasanya digunakan untuk pengolahan air dan limbah.
Sesuai namanya, penyaring ini berisi pasir yang digunakan sebagai filter
medium yang ditemapatkan di suatu bak atau bejana dengan bagian
bawah berlubang-lubang. Penyaring pasir digunakan sebagai penahan
filter medium di atas lubang-lubang yang diisi kerikil dan bagian atas berisi
pasir. Penyaring pasir dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 9. Penyaring pasir
Filter dilaksanakan dengan cara umpan baik dengan tekanan atau hanya
memanfaatkan gaya gravitasi yang dialirkan dari bagian atas, lalu
dilewatkan pada lapisan pasir sebagai filter medium. Padatan akan
tertinggal ditumpukkan pasir, sedangkan filtratnya akan mampu
menembus lapisan filter medium dan dapat mengalir ke luar. Endapan
yang tertahan lama-lama akan menghambat laju aliran. Apabila aliran
sudah tidak efektif, perlu adanya pencucian terhadap filter medium
dengan cara membalikkan aliran (back washing).
Back washing dilakukan dengan cara air pencuci dialirkan dari lubang
pengeluaran filtrat dengan tekanan yang cukup untuk menyemprotkan
cake yang menempel pada lapisan pasir. Hal ini menyebabkan terjadi
pangadukan uang mampu melepas cake dari filter mediumnya. Cake yang
terlepas dari filter medium akan terbawa ke atas oleh aliran air pencuci
tersebut sudah minimal, pencucian dihentikan secara bertahap dan

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 16

tekanan diturunkan secara bertahap agar lapisan filter medium tersusun
kembali secara otomatis. Apabila filter medium telah bersih, artinya
digunakan kembali untuk filtrasi lebih lanjut..

2. Plate and frame filter press
Tipe ini banyak digubakan di industry makanan dan minuman. Ada
beberapa tipe filter press seperti washing dan non washing, open delivery
dan closed delivery. Pada filter ini, filter cloth menutupi setiap sisi dari
setiap plate, kemudian ditahan bersama-sama menjadi satu dengan
tenaga mekanis dengan memakai suatu screw atau hidrolis. Biasanya
filter cloth dipasang pada plate untuk penggunaan yang lebih praktis.

Gambar 10. Plate and frame filter press
Plate and frame open delivery filter press adalah filter yang didalamnya
terdapat aliran slurry dan pencuci melalui satu saluran yang sama dan
mengeluarkan filtrat melalui satu pembukaan yang sama dalam setiap
plate.
Plate and frame closed delivery filter press adalah filter yang didalamnya
terdapat aliran slurry dan pencuci melalui satu aliran yang berlainan. Ada
juga pembukaan untuk pengeluaran filtrat atau air cucian berlainan.
Saluran tersebut terdapat pada sudut pusat atau lokasi intermediate.
Plate and frame washing filter press adalah filter press yang di dalamnya
terdapat plate pencuci.
Plate and frame nonwashing filter press adalah filter press tanpa plate
pencuci. Waktu filtrasi, slurry selalu masuk dari frame karena ada tekanan
dari slurry sehingga filtrat akan dipaksa melalui filter cloth pada kedua sisi
plate dan mengalir melalui spasi diantara kain dan plate tersebut, kemudia
keluar menuju penampung.

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 17

Pada filter dilengkapi palte pencuci, bertujuan untuk melakukan pencucian
pada cake sehingga diperoleh sisa filtrat yang berharga yang tertahan di
dalam cakeatau cake lebih bersih. Waktu pencucian, air masuk dari plate
pencuci melalui kain saringan, lalu mencuci cake, terakhir malalui kain
saringan lagi dan keuar melalui lubang yang ada dibawah plate.
Frame dan plate dibuat dari bahan yang sama dan dapat dari besi tuang
atau logam lain. Kain saringan bisa menggunakan wool, cotton, pliester
dan sebagainya. Kain wool biasanya digunakan untuk larutan asam encer
atau viscous, tetapi tidak cocok untuk alkali. Nylon, fiber glass, vinyon
digunakan untuk asam atau alkali pada suhu ralatif tinggi.Kasa logam
untuk pulp.
Untuk memudahkan filtrasi larutan koloid, diberi filter aid berupa kristal
ringan sehingga jika dicampur dengan slurry tidak bereaksi dengan
larutan. Contoh filter aid adalah kieselguhr (tanah diatom).
Keuntungan dari plate and frame filter press adalah:
1. Pekerjaannya mudah, pengoperasiannya sederhana.
2. Dapat langsung dilihat hasil penyaringan, keruh atau jernih.
3. Dapat digunakan pada tekanan yang tinggi 100-750 psi
4. Penambahan kapasitas mudah cukup menambah jumlah plate dan

frame tanpa menambah unit filter press
5. Dapat digunakan untuk penyaringan larutan yang viskositasnya tinggi
6. Dapat dipakai untuk penyaringan larutan yang mengandung kadar

padatan rendah

Kerugian penggunaan filter ini adalah:

1. Kemungkinan bocor banyak
2. Operasi hanya batch/semi batch
3. Harus sering bongkar pasang sehingga memerlukan operator banyak
4. Tidak untuk bahan yang korosif

3. Batch Leaf Filter

Cake diendapkan pada tiap sisi daun dan filtrate mengalir ke dalam

saluran yang dilindungi dengan drainage screen dalam daun antara cake.

Daun-daun tercelup dalam slurry.

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 18

Gambar 11. Batch leaf filter
Ada beberapa jenis leaf filter sebagai berikut:
a. Kelly filter

Bentuknya seperti kaleng yang bekerja secara batch. Jumlah daun dari
kelly hanya 6-12 buah. Keuntungan kelly filter adalah:
1. Kebocoran terjadi pada tempat tutupnya
2. Memerlukan sedikit tenaga manusia
3. Lebih cepat menghilangkan cake nya
4. Digunakan untuk tekanan sampai 600 psi
b. Stationary leaf filter (sweetland filter)
Merupakan suatu silinder shell yang terletak secara mendatar
setengah bagian atas stationary, sedangkan setengah bagian bawah
digantung pada satu sisi dan dapat diturunkan. Daun berbentuk bulat
dipasang secara lurus terhadap sumbu shell. Bentuk daunnya ada 2
macam yaitu penegeluaran filtrat di atas dan pengeluaran filtrat di
bawah.
Kelebihan dan kekurangan sweetland filter sebagai berikut :
1. Sweetland filter digunakan pada tekanan kecil di bawah 50 psi
2. Pada sweetland filter terisi secara rata, sedangkan kely filter tidak
3. Pada kelly filter paling tengah terbesar dan terberat sehingga lebih

susah pengerjaannya, sedangkan sweetland filter semuanya kecil
4. Sweetland filter letaknya rapu, sejajar dan tegak lurus terhadap

sumbu
5. Jika mengandung sedikit padatan , gunakan sweetland filter

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 19

4. Rotary Vacuum Filter
Rotaryy vacuum filter digunakan pada operasi kontinu, terutama untuk
skala besar. Penerapan vakum pada filter medium menyebabkan cake
mengendap pada permukaan luar dari drum saat melewati slurry. Filter ini
berputar dengan kecepatan endah yaitu 1-6 rpm. Pada rotary vacuum filter
dibagi dalam beberapa bagian.

Gambar 12. Bagian rotary vacuum filter

Bagian tersebut antara lain:

a. Pembentukan cake ( cake formation)

Pada seksi ini, drum tercelup di dalam slurry dan terjadi penghisapan

sehingga cake menempel dan terbentuk lapisan cake, sedangkan

filtratnya yang terhisap ke dalam dan menuju pipa keluar khusus untuk

aliran filtrat.

b. Pengeringan (filtrat dewatering)

Karena pada bagian ini penghisapan masih berjalan maka udara

menghembus ke dalam. Hal ini bertujuan agar cake sedikit kering.

c. Pencucian (washing)

Cake dicuci dengan menyemprotkan air, sedangkan penghisapan

tetap berlangsung. Adanya valve seat dapat mengatur sehingga air

pencuci dihisap dari satu lubang, kemudian dikeluarkan melalui

saluran tersendiri sehingga tidak bercampur dengan filtrat.

d. Penghilangan air II

Pada zona ini penghisapan berjalan terus untuk mengeringkan air

pencuci. Kemudian pengisapan berhenti, untuk beberapa cake tertentu

dilengkapi dengan penghembusan udara agar lapisan cake yang

terjadi dapat terlepas atau tidak melekat, kemudian ada pisau untuk

mengiris/mengerik cake

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 20

5. Top Feed Filter
Untuk padatan yang berbentuk Kristal atau butiran-butiran kasar tidak
dapat dilakukan penyaringan dengan rotary vacuum filter. Hal ini sulit
membentuk lapisan cake dibawah sehingga dipilih top feed filter. Slurry
berupa larutan kental dimasukkan dalam feed box dan turun meluncur ke
permukaan drum. Hasil cake yang porous mengalir secara cepat. Slurry
dicuci oleh spray, kemudian dikeringkan. Seluruh drum dalam satu rumah
yang terbuat dari logam lembaran, didalamnya ada penghisapan udara
panas dengan suction blower. Udara tersebut bisa dipanaskan sampai
beberapa ratus derajat celcius dengan pemanas udara, biasanya
pembakaran langsung dengan minyak atau gas. Suatu scraper mengiris
Kristal kering yang ada pada permukaan luar, kemudian sisanya dikerik
oleh final scrapper. Penyemburan filtrate melalui nozzles mencuci
permukaan Kristal mengalir pada permukaannya. Kristal yang jatuh dari
intermediate scraper dan final scapper turun ke bawah dan dipindahkan
oleh screw conveyor yang diangkut dengan belt conveyor.

Pengoperasian Peralatan Filtrasi

Metode yang digunakan adalah penyaringan pada kecepatan konstan selama
bagian awal siklus. Segera setelah kain dilapisi dengan kue dan filtratnya
jernih, tekannnya ditingkatkan secara maksimal, kemudian filtrasi dilanjutkan
dan diselesaikan dalam kondisi tekanan konstan.

Jika bahan yang akan disaring disimpan dalam tangka, pengaduk harus
disediakan sehingga suspensi seragam diumpankan ke dalam filter. Pompa
reciprocating tidak umum digunakan untuk menangani slurry dan tidak
diinginkan denyutannya karena membuat cake yang terlalu padat. Pompa
sentrifugal dan diafragma yang umum digunakan

Dalam pengoperasian rotary vacuum filter, filtrate dan pencucian mengalir ke

penerima terpisah yang terhubung ke port yang sesuai dari rotary valve. Filtrat

dan pencucian dihilangkan melalui log barometric dan pompa sentrifugal

terkadang pompa dengan desain khusus digunakan untuk memompa keluar

dari ruang hampa. Pompa vakum kering memiliki clearance kecil dan akan

hancur jika cairan diijinkan masuk.

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 21

Faktor-faktor yang mempengaruhi filtrasi

1. Debit Filtrasi
Debit filtrasi menunjukkan jumlah fluida yang mengalir tiap satuan waktu.
Jika debit terlalu besar akan menyebabkan aliran fluida juga terlalu cepat
melewati rongga di antara butiran filter medium dan waktu kontaknya akan
berkurang sehingga partikel padatan yang terlalu halus akan lolos terikut
dengan filtrate. Jadi debit filtrasi yang terlau besar menyebabkan prose
sfiltrasi tidak efisien.

2. Konsentrasi kekeruhan
Konsentrasi kekeruhan banyaknya partikel padat dalam umpan yang akan
disaring. Konsentrasi kekeruhan terlalu tinggi akan menyebabkan
clogging atau tersumbatnya lubang pori dari filter medium sehingga filtrate
tidak akan mengalir. Pada proses filtrasi ditentukan konsentrasi padatan
maksimal yang boleh masuk filter. Jika terlalu tinggi harus dilakukan pre
treatment terlebih dahulu.

3. Temperatur
Temperatur berpengaruh pada densitas dan viskositas dari fluida.
Perubahan suhu akan mempengaruhi daya tarik menarik antarpartikel
padatan yang menyebabkan kekeruhan. Hal ini menyebabkan adanya
perbedaan ukuran partikel yang akan disaring serta berpengaruh pada
daya adsorpsi antara partikel padat dan filter medium. Akibatnya akan
mempengaruhi efisiensi flitrasi.

4. Kedalaman Media, ukuran dan material
Kedalaman filter medium menentukan waktu pengaliran dan daya saring.
Semakin tebal filter medium, semakin lama waktu pengaliran, daya filtrasi
semakin tinggi. Dari segi biaya semakin tebal filter medium, biaya akan
semakin besar sehingga tidak menguntungkan secara ekonomis. Oleh
karena itu dicari ketebalan optimum.

5. Tinggi muka fluida di atas media dan kehilangan tekanan
Ketinggian fluida diatas media mempengaruhi laju filtrasi apabila filter
dalam keadaan bersih. Semakin tinggi fluida maka semakin tinggi laju
filtrasi sehingga daya tekan fluida untuk masuk ke dalam pori semakin
besar. Keadaan ketinggian fluida berbeda jika ketinggian semakin naik

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 22

yang disebabkan sumbatan karena filter dalam keadaan kotor. Adanya
tekanan yang cukup dibutuhkan untuk dapat melewati lubang pori di
dalam filter. Besarnya tekanan diatas medium dan dibawah medium
berbeda. Perbedaan ini disebabkan kehilangan tekanan. Headloss akan
bertambah besar jika filter semakin kotor.
Perhitungan Filtrasi
1. Neraca Massa Filtrasi

F, XF

Filtrasi

C, XC

L ,XL

Gambar 13. Diagram proses filtrasi
Neraca massa total
F=L+C
F = Kecepatan atau jumlah umpan (kg/jam atau kg)
L = Kecepatan atau jumlah filtrat (kg/jam atau kg)
C = Kecepatan atau jumlah cake ((kg/jam atau kg)
Neraca massa komponen
F XF = L XL + C XC
XF = Komposisi padatan dalam umpan (% atau fraksi massa)
XL = Komposisi padatan dalam filtrat (% atau fraksi massa)
Xc = Komposisi padatan dalam cake (% atau fraksi massa)
2. Pembentukan cake

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 23

Selama pembentukan cake filter, aliran laminar mendominasi dan
kecepatan linier fluida setiap saat (V) diberikan oleh persamaan:
V = 1 = (−∆ )

µ

Keterangan
V = volume filtrat
A = luas permukaan filter medium
L = Ketebalan cake
T = waktu
K = permeabilitas
−∆ =

Mari kita
berdiskusi

yaa!!

4. Forum Diskusi

Lakukan percobaan bersama kelompok anda! Carilah informasi lebih
banyak tentang proses filtrasi dengan berbagai bentuk dari gaya
pendorong dan jenis-jenis filter

Coba anda kumpulkan informasi tentang mengoperasikan peralatan
filtrasi. Diskusikan dan paparkan didepan kelas hasil yang telah anda
peroleh!

C. Penutup 24
MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI

Apa yang bisa
kalian rangkumkan

dari materi tadi ?

1. Rangkuman
a. Filtrasi adalah operasi campuran heterogen antara fluida dan
partikel padat dipisahkan dengan filter medium dengan cara
mengalirkan fluida, tetapi menahan partikel padat
b. Operasi filtrasi bertujuan memperoleh zat padat, cair atau keduanya
c. Filter medium ini berada di dalam filter berupa kawat yang dianyam,
lempengan logam yang berlubang, anyaman dari plastik, atau kasa
d. Aliran sebelum melalui filter medium disebut up stream dan aliran
sesudah filter medium disebut down stream
e. Filtrasi dapat terjadi karena adanya gaya pendoorong yang berupa
gravitasi, tekanan, vakum dan gaya sentrifugal.
f. Jenis-jenis filter antara lain sand filter, plate and frame filter press,
batch leaf filter, rotary vacuum filter, dan top feed filter.
g. Faktor yang mempengaruhi filtrasi antara lain debit filtrasi,
konsentrasi padatan, temperature, kedalaman media dan tinggi
muka fluida.

2. Refleksi

Isilah pernyataan berikut ini sebagai refleksi pembelajaran!
a Dari hasil kegiatan pembelajaran apa saja yang telah anda peroleh

dari aspek pengetahuan, keterampilan dan sikap?
b Apakah anda merasakan manfaat dari pembelajaran tersebut, jika

ya apa manfaat yang anda peroleh? jika tidak mengapa?
c Apa yang anda rencanakan untuk mengimplementasikan

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 25

pengetahuan, keterampilan dan sikap dari apa yang telah anda
pelajari?
d Apa yang anda harapkan untuk pembelajaran berikutnya?

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 26

a. Test Formatif.

A. Soal Pilihan Ganda

Jawablah Pertanyaan berikut ini dengan memilih jawaban yang

benar!
1. Proses pemisahan pada industry kimia terdapat banyak metode

bergantung pada campuran yang akan dipisahkan dan hasil

yang diinginkan. Proses pemisahan partikel zat padat dengan

jalan melewatkan fluida melalui suatu medium penyaring,
septum atau zat padat yang tertahan disebut…
a. Evaporasi
b. Filtrasi
c. Ekstraksi
d. Absorpsi
e. Adsorpsi
2. Berikut ini yang bukan digunakan sebagai filter medium
adalah…
a. Kawat yang dianyam
b. Lempengan logam
c. Kaca berlubang
d. Anyaman dari plastik
e. Kapas
3. Berikut yang bukan klasifikasi filter berdasarkan

gaya pendorongnya d. Batch filter
a. Gravity filter

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 27

b. Pressure filter e. Centrifugal filter

c. Vacuum filter

4. Untuk memperoleh hasil penyaringan yang lebih sempurna,

terutama partikel-partikel yang akan dipisahkan berukuran halus,
diperlukan filter pembantu yang berupa…
a. Kasa
b. Kerikil
c. Anyaman plastik
d. Plat yang berlubang
e. Filter cloth dan kertas saring
5. Dalam filtrasi, fluida dapat mengalir melalui media penyaring

karena perbedaan tekanan yang dapat beroperasi..
a. Tekanan di atas tekanan atmosfer pada atas medium filter dan

tekanan atmosfer pada bagian bawah
b. Tekanan di bawah tekanan atmosfer pada atas medium filter

dan tekanan atmosfer pada bagian bawah
c. Tekanan atmosfer pada atas medium filter dan tekanan

atmosfer pada bagian bawah
d. Tekanan vakum pada atas medium filter dan tekanan

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 28

atmosfer pada bagian bawah
e. Tekanan di atas tekanan atmosfer pada atas medium filter

dan tekanan vakum pada bagian bawah
6. Berdasarkan cara pengoperasiannya, filtrasi dapat dioperasikan

secara…
a. Batch dan kontinu
b. Tekanan dan vakum
c. Skala laboratorium dan industri
d. Terbuka dan tertutup
e. Kecil dan besar
7. Perhatikan gambar filter berikut.
Penyaring tersebut banyak dijumpai pada pabrik kertas yang
digunakan untuk kapasitas besar. Alirannya dituntut kontinu.
Konstruksinya berupa drum horizontal yang berputar yang
dihubungkan dengan sistem vakum. Permukaan drum
menjalankan fungsi filtering, washing dan discharging dalam suatu
rangkaian kontinu yang berulang. Filter maupun cairan pencuci
diatur secara otomatis oleh plat yang berputar masuk ke setiap
bagian dari drum, kemudia dikumpulkan oleh plat diam dan
dikeluarkan secara terpisah sebagai hasil filtering dan washing.
Filter ini dinamakan….
a. Sand filter
b. Plate and frame filter
c. Rotary drum filter
d. Batch leaf filter
e. Bed filter
8. Berikut adalah siklus dalam rotary drum filter

1 Filtrat dewatering

2 Pembentukan cake

3 Deliquoring zone

4 Washing

a. 1-2-3-4

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 29

b. 4-1-3-2
c. 2-1-4-3
d. 2-3-4-1
e. 2-4-1-3
9. Suatu slurry mengandung 150 kg air dan 20 kg pengotor difiltrasi
menggunakan filter jenis membrane. Cake yang tertinggal di atas
filter mengandung 15 kg pengotor dan 1 kg air. Berat filtrate yang
terbentuk adalah…
a. 220 kg
b. 216 kg
c. 200 kg
d. 154 kg
e. 150 kg

10. Lima ratus kilogram slurry dengan kadar padatan 40% difiltrasi
untuk memisahkan padatan dari cairannya. Dari proses filtrasi
dihasilkan cake dengan kadar cairan 10 % dan filtrate dengan
kadar padatan 5 %. Berikut pernyataan yang benar adalah…
a. Jumlah padatan di dalam umpan adalah 400 kg
b. Massa filtrate yang diperoleh dari proses filtrasi adalah 312,5
kg
c. Massa cake yang diperoleh dari proses filtrasi adalah 205,8
kg
d. Cake adalah padatan yang mengendap di bawah filter
medium
e. Filtrasi dilaksanakan secara kontinu

B. Soal Essai
Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat dan benar!
1. Gambar sketsa dan jelaskan proses filtrasi dengan

menggunakan rotary vacuum filter!
2. Mengapa suhu yang tinggi mempengaruhi efisiensi filtrasi?

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 30

3. Jelaskan kelebihan dan kekurangan sweetland filter dan Kelly
filter?

4. Air laut yang mengandung 10% garam difiltrasi menggunakan
reverse osmosis untuk menghasilkan air tawar. Jika
diiinginkan 150 kg air tawar. Hitunglah berapa kg/jam air laut
yang dibutuhkan?

5. Air sungai mengandung lumpur tersuspensi 5 % padatannya
difiltrasi menggunakan Mikrofiltrasi untuk menghasilkan air
jernih. Jika diinginkan 200 kg/jam air jernih. Hitung air sungai
yang dibutuhkan?

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 31

Centrifugal filter GLOSARIUM
Gravity filter
Pressure filter Sistem pengaliran fluida dari up
Vacuum filter stream ke down stream dengan
memanfaatkan gaya sentrifugal,
padatan akan terlempar di tepi filter
Sistem pengaliran fluida dari up
stream ke down stream dengan
memanfaatkan energy potensial
gravitasi yang dimiliki akibat
perbedaan ketinggian
Sistem pengaliran fluida dari up
stream ke down stream dengan
cara tekanan up stream lebih besar
dari tekanan atmosfer
Sistem pengaliran fluida dari up
stream ke down stream dengan
kondisi tekanan down stream lebih
kecil dari tekanan atmosfer

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 32

DAFTAR PUSTAKA

Albert Ibarz, Ph. D., Gustavo V. Barbossa-Canovas, Ph. D.2003., Unit
Operations in Food Engineering., CRC PRESS., Boca Raton.

DITPSMK.2014. Operasi Teknik Kimia Kelas XII. Jakarta: Kementrian
Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia.

Fitriyani Yetti Handayani. Operasi Teknik Kimia Kelas XII. PT Kuantum
Buku Sejahtera. Malang

J.D.Seader,ErnestJ. Henley.,2006., Separation Process
Principle., http://www.wilev.com~~olpermissi., John Willey& Sons.,
Inc. b

Linnhoff B and Smith R (1990) Cost Optimum Heat Exchanger Networks:
II.Targets and Design for Detailed Capital Cost Models, Comp
Chem Eng,14: 751

Linnhoff B and Hindmarsh E (1983) The Pinch Design Method of Heat
Exchanger Networks, Chem Eng Sci, 38: 745.

Linnhoff B, Townsend DWand Boland D, Hewitt GF, Thomas BEA, Guy AR and
Marsland RH (1982) A User Guide on Process Integration for the
Efficient Use of Energy, IChemE, Rugby, UK.

Linnhoff B and Ahmad S (1990) Cost Optimum Heat Exchanger Networks: I.
Minimum Energy and Capital Using Simple Models for Capital Cost,
Comp Chem Eng, 14: 729.

Mc Cabe, W.L., Smith, JC., dan Harriot, P. 1993. Unit Operatios and
Chemical Engineering. 5th ed. Singapore: McGraw Hill Book Co.

Nicolas P.Chopey.,2006., Hand Book Chemical Engineering
Calculation, 3RD Edition., John Willey& Sons., Inc

Norris Shreve., Yoseph A. Brink Jr., 1977., Chemical Process Industries., Mc
Graw Hill kogakhusha., Tokyo.

Suparni, S.R dan Purnavita, S. 2008. Kimia Industri untuk SMK. Jakarta:
Direktorat Pembinaan SMK Departemen Pendidikan Nasional.

Treybal, R.E.1981. Mass-Transfer Operation. 3th ed. Tokyo: McGraw-Hill
International Book Co.
https://www.youtube.com/watch?v=YQWseyeSnaY
https://www.youtube.com/watch?v=80jrdIZ_rIw

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 33

.

MODUL OTK 2 KELAS XII KI FILTRASI 34