ALAT SENTRIFUGASI

Alat sentrifugasi merupakan alat pemisah yang digunakan untuk memisahkan campuran

padat/ cair atau cair/ cair yang tidak saling larut akibat gaya sentrifugal dengan cara diputar

dngan kecepatan tinggi. Sabagai contoh adalah alat yang digunakan untuk pemisahan bakteri-

bakteri atau isotop-isotop.

Prinsip kerjanya yaitu dimana objek diputar secara horizontal pada jarak radial dari titik

dimana dititik tersebut dikenakan gaya. Pada saat objek diputar, partikel-partikel yang ada akan

berpisah dan berpencar sesuai berat jenis masing-masing partikel. Dengan gaya yang paling

berperan adalah gaya sentrifugal. Gaya inilah yang menyebabkan partikel-partikel menuju

dinding tanbung dan terakumulasi membentuk endapan.

Dibanding dengan metode gaya berat, kecepatan pengendapan dengan gaya sentrifugasi

jauh lebih baik, percepatan dengan gaya sentrifugasi bisa 500 hingga 1000 kali percepatan

gravitasi bumi (gaya berat) yang bisa meningkatkan kecepatan pengendapan hingga 30 kali.

Alat sentrifugasi ini dapat dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan hasil yang didapatkan,

yaitu :

1. Alat sentrifugasi filtrasi (pengendapan)

2. Alat sentrifugasi penjernih (Dekanter, klarifier)

1. Alat sentrifugasi filtrasi

Alat jenis ini biasanya digunakan untuk memisahkan campuran padatan dan cairan

dengan padatan yang lebih banyak dibandingkan cairannya.

Prinsip pemisahan untuk alat ini adalah campuran padat/ cair dimasukkan ke dalam

sebuah tromol yang dilengkapi dengan dinding saring. Pada waktu memutar, at cair

didorong keluar, sedangkan padatan tetap tinggal di dalam dinding saring tromol. Jadi disini

sentrifugal berfungsi sebagai penyaring (filtrasi).

Alat sentrifugasi filtrasi yang paling sederhana terdiri dari sebuah keranjang ayak yang

berputar cepat di dalam sebuah rumah keranjang bagian dalam dilapisi dengan mdia filter

(kain saringan). Keranjang dapat digerakkan/ diputar secara listrik atau hidraulik. Alat ini

bisa dipasang secara vertikal atau horizontal.

a. Perforated basket centrifuge

Perforated basket adalah salah satu contoh alat sentrifugasi filtrasi yang dipasang

secara vertikal. Perforated basket merupakan alat setrifugal filtrasi yang sederhana

dan bekerja secara tak kontinu, terdiri dari keranjang ayak yang berputar cepat dalam

sebuah rumah. Alat ini dapat di pasang secara tegak, di dalam keranjang ayak di

pasang kain saring (media filter).

Perforated basket mempunyai lubang dengan diameter 1/8 - 3/16 inci, dengan

jarak antar lubang ½ - 3/4 inci, tebal dinding perforated basket ½ inci dengan

diameter 18-84 inci (yang standart 30 inci). Kecepatan putarannya sebesar 800-1800

rpm dan kapasitasnya dapat melebihi 100 lb.

Keranjangnya dapat terbuat dari baja, stainless steel atau brass. Sentrifugal jenis

ini banyak di pakai untuk slurry yang viscous (industri gula, tekstil, benang).

Gambar 1.1 Perforated Basket Centrifuge

CARA KERJA:

¼ menit permulaan, sentrifugal diputar hingga kecepatan 500 rpm, lalu slurry

di masukkan, dan perputaran dinaikkan menjadi 1500 rpm. Karena adanya putaran,

padatan (kue) akan tertinggal pada keranjang ayak sedang filtratnya masuk ke dalam

rumah dengan menembus kain filter dan lubang lubang keranjang ayak, filtrat

kemudian keluar melalui pipa pembuangan. Setelah beberapa waktu (kue membentuk

ketebalan tertentu) pemasukan slurry dihentikan sebelum kue dikeluarkan seringkali

kue yang terbentuk memerlukan pencucian (alat masih tetap berputar). Pada proses

ini, cairan pencuci dipercikkan secara merata di atas kue. Setelah pencucian selesai,

perputaran dihentikan dan kue dikeluarkan. Cara pengeluarannya bisa dengan tangan

atau dengan bantuan pisau pengeruk atau bisa juga diambil dengan mengangkat

kantong-kantong filter yang telah berisi kue.

Satu cycle operasi kira-kira 18 menit, dan setelah 20 menit menjadi kosong dan

siap operasi kembali.

Tujuan pengisian slurry pada kecepatn 500 rpm adalah jika pada perputaran 1500

rpm, maka nanti kristalnya akan pecah/ menjadi lebih halus. Dan jika pada perputaran

1500 rpm, cakenya sudah bisa menempel.

b. Ter meer centrifuge with pusher (alat sentrifugasi sorong)

Alat ini termasuk dalam jenis alat sentrifugasi perforated basket yang dilengkapi

dengan pusher (alat pendorong) untuk mengeluarkan kue sehingga alat bisa bekerja

secara terus-menerus (kontinu). Ukuran basket biasanya berdiameter 30 inci dengan

panjang pusher 12 inci. Karena alat bekerja secara kontinu, maka kapasitasnya besar

dengan pergerakan pusher 15-30 kali per menit.

CARA KERJA :

Corong pengumpan dan keranjang ayak berputar, sedangkan rumah kue dan

rumah filtrat tidak berputar. Melalui sebuah pipa saluran, slurry masuk ke corong

pengumpan yang dipasang pada lantai sorong kemudian terdistribusi secara merata di

dalam tromel. Filtrat dilontarkan dengan gaya sentrifugal menembus celah dan

meninggalkan rumah sentrifugasi melalui sebuah lubang tersendiri. Kue filter yang

terbentuk terbawa ke bagian tepi keranjang karena gerakan kian kemari dari pusher

dan jatuh keluar melalui pipa pembuangan. Pencucian kue filter yang sewaktu-waktu

diperlukan dapat dilakukan di dalam tromel yang dapat digerakkan secara aksial,

berselingan dengan bagian yang diam di tempat.

Alat sentrifugasi sorong adalah jenis alat filtrasi yang dapat dipakai untuk produk-

produk berbentuk kristal kasar yang mudah difiltrasi, yang tidak usah dicuci atau

hanya perlu dibersihkan sekedarnya, biasanya sering digunakan di pabrik-pabrik gula

atau garam.

c. Ter meer universal centrifuge

Sentrifugal ini sebenarnya merupakan sentrifugal semi kontinu, karena

dalam operasinya mengalami pemberhentian aliran feed (slurry) tetapi alat masih

tetap berputar. Kontruksi alatnya sama dengan perforated basket centrifugal, tetapi

diletakkan secara horizontal dimana pemasukan slurry dan pengeluaran kue

dilakukan dari samping, pengeluaran kuenya menggunakan pisau penggaruk.

CARA KERJA

Feed/ slurry dimasukkan pada saat basket dalam keadaan berputar. Karena

adanya putaran, kue akan tertahan dan mengendap pada kain saringan, sedang filtrat

menembus kain saringan dan keluar lewat pipa pengeluaran untuk filtrat.

Setelah beberapa waktu (kue mencapai ketebalan tertentu), pemasukan

feed dihentikan. Kemudian dilakukan pencucian (sentrifugal tetap berputar). Setelah

pencucian selesai, perputaran dikurangi kecepatannya. Kemudian kue dikeluarkan

dengan pisau penggaruk dan langsung masuk ke pipa pengeluaran.

Kerugian pada alat sentrifugasi yang mempunyai pisau penggaruk adalah

hanya bahan yang berbentuk pasir dan tidak melekat yang dapat dikeluarkan. Di

samping itu, setiap kali terdapat lapisan kue yang tersisa pada kain filter. Lapisan ini

pada saat-saat tertentu harus dikeluarkan dengan tangan. Jika tidak, dapat

mengurangi daya filtrasi.

2. Alat sentrifugasi penjernih

Alat jenis ini dapat digunakan untuk memisahkan cair/ cair atau cair/ cair dengan

sedikit endapan, dimana cair/ cair tersebut tidak saling larut (ada perbedaan densitas) dan

alat ini bisa beroperasi secara kontinu.

Berbeda dengan alat sentrifugasi penyaring/ filtrasi, tromol maupun rotor pada alat

sentrifugasi penjernih dibuat bermantel penuh. Prinsipnya: pada alat ini pemisahan terjadi

pada arah radial, sehingga karena percepatan yang besar, partikel berat membentuk lapisan

yang terluar dan partikel yang lebih ringan ada di lapisan dalam.

a. Disk centrifuge (sentrifugasi piring)

Alat sentrifugasi piring sangat efektif untuk pemisahan beberapa campuran liquida

dan campuran liquida yang mengandung sedikit padatan. Bentuknya menyerupai silinder

yang bulat dengan diameter 8 – 20 inci yang mempunyai sumbu berputar yang vertikal.

Di dalam alat ini terdapat sejumlah besar piring berbentuk kerucut yang disusun satu

diatas yang lain.

CARA KERJA

Campuran yang akan dipisahkan mengalir masuk ke ruang separasi di dalam

tromol melalui pipa masukan yang tidak bergerak. Di dalam ruang ini terdapat sejumlah

besar piring berbentuk kerucut yang disusun satu diatas yang lain. Dengan membuat

lubang-lubang yang teratur pada piring-piring itu, tersusunlah saluran-saluran tegak lurus

yang menembus seluruh perangkat piring. Campuran yang dimasukkan ke dalam akan

mengalir ke atas melaui saluran-saluran tersebut dan kemudian terdistribusi ke dalam

ruang-ruang sempit diantara piring. Cairan yang lebih ringan naik melewati tepi dalam

piring ke saluran keluaran di atas. Sedangkan cairan yang lebih berat mengalir melewati

tepi luar piring ke saluran pembuangan lain yang juga terdapat di atas. Endapan akan

terkumpul di ruang lumpur di sekeliling tromol dan dapat dikeluarkan dengan

perlengkapan penyalur khusus secara kontinu.

b. Alat sentrifugasi spiral pengangkut

Alat ini dapat digunakan untuk memisahkan campuran padatan dan cairan yang

lebih banyak padatannya, tapi karena dalam sistem peralatannya tidak menggunakan

saringan ayak (filter), sehingga masuk pada sentrifugasi jenis penjernih.

Alat ini terdiri atas tromol (drum) yang berbentuk conical (kerucut silinder) yang

berputar pada posisi horizontal yang di dalamnya terdapat screw/ spiral pengangkut yang

berputar dengan kecepatan sedikit berbeda dengan kecepatan putar tromol, di antara

tromol dan spiral terdapat celah yang sempit. Alat ini memisahkan campuran padat-cair

dengan padatan yang mudah menjadi kering atau yang tidak higroskopis.

CARA KERJA

Drum/ tromol berputar (kurang lebih 3250 rpm), screw/ spiral juga berputar

dengan arah yang sama (kurang lebih 3000 rpm).

Campuran cair-padat dimasukkan ke tengah-tengah alat sentrifugasi melalui

sebuah pipa masukan yang khusus. Karena gaya sentrifugal yang besar, bahan-bahan

padat yang berat jenisnya lebih besar akan terakumulasi pada dinding tromol. Oleh spiral,

padatan tersebut diangkut dan dikeluarkan secara kontinu melalui ujung tromol yang

lebih sempit dan berbentuk kerucut. Cairan terkumpul pada ujung tromol yang lain dan

mengalir ke luar melewati sebuah tanggul yang dapat diatur ketinggiannya.

c. Solid bowl basket (Imperforated basket centrifugal)

Sama dengan perforated basket, hanya basketnya tidak berlubang. Digunakan

untuk pemisahan liquida dengan liquida dalam suspensi (misal minyak/ eteris).

Tujuan dinding yang berbentuk lekuk (bowl) agar cairan ikut berputar, dan pada

putaran tetsebut terjadi 2 lapisan.

Karena sistem ini tidak kontinu, maka pada pabrik agar bisa menjadi sistem yang

kontinu, sering dipasang beberapa centrifugal secara paralel, misalnya dipasang 4 buah,

maka yang I diisi dahulu, setelah yang I mencapai operasi konstan (1500 rpm), yang II

lalu diisi dan seterusnya. Ketika sampai di III atau IV, lalu I discharge. Jadi, kerjanya

semi kontinu bila dtinjau dari seluruh penysunan alat tersebut.

Tipe-Tipe Alat Penyaring Sentrifugal

1. Penyaringan Sentrifugal Secara Batch

Tipe penyaringan menggunakan gaya sentrifugal dapat berlangsung secara : Batch,

Semi Continuous dan Continuous.

Penyaringan  berlangsung batch, alat yang biasa digunakan ada dua yaitu : Bejana

tergantung pada sumbu tegak dan bejana bertumpu pada sumbu tegak.

Proses berlangsung secara batch didalam bejana berlubang yang berputar dikelilingi

bejana diam guna menampung cairan.

Kecepatan pemutaran bejana bisa mencapai 800-1800 rpm.

Gambar Alat Penyaring Batch Bejana Gantung dan Bejana Tumpu

Gambar Bejana Gantung

Gambar Bejana Tumpu

2. Penyaringan Sentrifugal Secara Semi Continuous

Pemisahan berlangsung secara berkesinambungan dan pengeluaran berlangsung secara

otomatis, namun siklus operasi bersifat per tumpukan batch.

Dalam keadaan alat berjalan umpan dimasukkan sampai terbentuk padatan dengan

ketebalan tertentu lalu umpan dihentikan, diganti dan di cuci.

Padatan dikeluarkan dengan menggerakkan pisai penggaruk dengan alat terus berjala.

Gambar Alat Penyaringan Sentrifugal Secara Semi Continuous

3. Penyaringan Sentrifugal Secara Continuous

Padatan yang terbentuk setelah dicuci didorong keluar dengan torak pendorong.

Gambar Penyaringan Sentrifugal Secara Continuous

a. Penyaringan Sentrifugal Continuous bentuk Tabung

- Sentrifugal ini mengendapkan zat padat atau cairan yang lebih berat didinding

tabung.

- Perbandingan tinggi dan diameter tabung 1: (4 s/d 8) dan umpan dimasukkan

dibagian tengah dekat dasar tabung.

- Selama operasi, jumlah padatan akan meningkat sehingga luas daerah kerja

menjadi sempit dan waktu tinggal cairan menjadi singkat.

- Alat jenis ini disarangkan untuk padatan yang tersuspensi tidak lebih dari 1 %.

Gambar Penyaringan Sentrifugal Continuous bentuk Tabung

Gambar Sentrifugal Tabung Padat - Cair

Gambar Sentrifuga Pelat disk centrifuge  cair - cair

DAFTAR PUSTAKA

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/pemisahan-kimia-dan-analisis/sentrifugasi/

http://domas09.blogspot.com/2013/02/alat-sentrifugasi.html

http://www.badedo.com/2013/05/pemisah-sentrifugal.html