laporan sedimentasi

LAPORAN RESMI

PROPOSAL PRAKTIKUMPRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA

SEDIMENTASI

(D7)

Disusun oleh

DISKIALINNA ALHAQ (121040007/TK)

DHIRA RIZKY ARDHINI

(121040021/TK)

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN

YOGYAKARTA

2007HALAMAN PENGESAHAN

PROPOSAL PRAKTIKUM

PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA

SEDIMENTASI

(D7)

Disusun oleh

DISKIALINNA ALHAQ (121040007/TK)

DHIRA RIZKY ARDHINI

(121040021/TK)

Yogyakarta, Maret 2007 Asisten pembimbing praktikum

Puji dan syukur kami panjatkan ke-Hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Laporan resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia yang berjudul Sedimentasi dengan tepat.

Adapun tujuan dari pembuatan Laporan resmi ini adalah untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah Praktikum Dasar Teknik Kimia.

Dengan selesainya makalah ini, penyusun mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Siti Diyar Kholisah, ST, MT, selaku Kepala Laboratorium Dasar Teknik Kimia UPN Veteran Yogyakarta.

2. Wienarno Nurrakhmadi, selaku Asisten Pembimbing Praktikum Dasar Tenik Kimia pada acara (D7) ini.

3. Seluruh staf Laboratorium Dasar Teknik Kimia atas seluruh bantuannya yang telah diberikan kepada praktikan.

4. Seluruh pihak yang telah membantu baik langsung maupun tidak langsung sehingga makalah ini dapat diselesaikan.

Akhir kata penyusun berharap agar makalah ini dapat bermanfaat bagi penyusun dan semua pihak yang memerlukan laporan ini.

Yogyakarta, Mei 2005

Penyusun

DAFTAR ISI HalamanHalaman Judul

i

Halaman Pengesahan

ii

Prakata

iii

Daftar Isi

iv

Daftar Tabel

vDaftar Gambar

viDaftar Lambang

viiIntisari

viiiBab I. Pendahuluan

1.1. Maksud Percobaan

11.2. Latar Belakang 11.3. Tinjauan Pustaka 2Bab II. Pelaksanaan Percobaan

1.1. Bahan 101.2. Alat-alat 101.3. Gambar Rangkaian Alat 101.4. Cara Kerja 111.5. Analisa Percobaan 11Bab III. Hasil dan Pembahasan ... 13Bab IV. Kesimpulan 34

Daftar Pustaka 35

Lampiran

Tanya Jawab Seminar

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1.1 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 35 g/l...

Tabel 3.1.2Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 45 g/l...

Tabel 3.1.3Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 55 g/l...

Tabel 3.2.1 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 35 g/l (tabung besar)....

Tabel 3.2.2 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 35 g/l (tabung kecil)....

Tabel 3.2.3Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 45 g/l (tabung besar)....

Tabel 3.2.4 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 45 g/l (tabung kecil).... ...

Tabel 3.2.5 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 55 g/l (tabung besar)....

Tabel 3.2.6 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh(z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 55 g/l (tabung kecil)....................

Tabel 3.3.1 Garis singgung pada Co = 35 gr/ltr ; Zo = 72 cm (tabung besar)..Tabel 3.3.2 Garis singgung pada Co = 35 gr/ltr ; Zo = 76 cm (tabung kecil)...Tabel 3.3.3 Garis singgung pada Co = 45 gr/ltr ; Zo = 73 cm (tabung besar)..Tabel 3.3.4 Garis singgung pada Co = 45 gr/ltr ; Zo = 70 cm (tabung kecil)...Tabel 3.3.5 Garis singgung pada Co = 55 gr/ltr ; Zo = 74 cm (tabung besar)..Tabel 3.3.6 Garis singgung pada Co = 55 gr/ltr ; Zo = 80 cm (tabung kecil)...

13

14

15

17

18

20

22

24

26

28

29

30

31

32

33

DAFTAR GAMBAR

HalamanGambar 1. Mekanisme sedimentasi secara batch 2Gambar 2. Gerak jatuh partikel dalam fluida 4Gambar 3. Hubungan antara tinggi batas bening keruh(z) dan waktu() 6Gambar 4. Hubungan kecepatan dengan konsentrasi pada lapisan batas 6Gambar 5. Grafik hubungan CL.Vs.VL 9Gambar 6. Rangkaian alat percobaan sedimentasi 10Gambar 3.2.1 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=35gr/lt; Zo=72 cm (Tabung Besar) 17Gambar 3.2.2 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=35 gr/lt; Zo=76 cm (Tabung Kecil) 19 Gambar 3.2.3 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45 gr/lt; Zo=73 cm (Tabung Besar) 21 Gambar 3.2.4 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45gr/lt; Zo=70 cm (Tabung Kecil) 23 Gambar 3.2.5 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55 gr/lt; Zo=74 cm (Tabung Besar) 25 Gambar 3.2.6 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55 gr/lt; Zo=80 cm (Tabung Kecil) 27 Gambar 3.3.1 Grafik Garis Singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 72 cm (Tabung Besar) 28Gambar 3.3.2 Grafik Garis Singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 76 cm (Tabung Kecil) 29 Gambar 3.3.3 Grafik Garis Singgung pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 73 cm (Tabung Besar) 30 Gambar 3.3.4 Grafik Garis Singgung pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 70 cm (Tabung Kecil) 31 Gambar 3.3.5 Grafik Garis Singgung pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 74 cm (Tabung Besar) 32 Gambar 3.3.6 Grafik Garis Singgung pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 80 cm (Tabung Kecil) 33 DAFTAR LAMBANG

A= Luas penampang tabung, cm2

C= Konsentrasi padatan pada lapisan, g/l

C0= Konsentrasi slurry mula-mula, g/l

Cd= Koefisien gesekan

CL= Konsentrasi slurry pada bidang batas, g/l

Dp = Diameter partikel, cm

g= Percepatan grafitasi, cm/s2

m= massa partikel, g

NRe= Bilangan Reynold

V= Kecepatan relatif fluida, cm/s

VL= Kecepatan sedimentasi, cm/s

Vt= Kecepatan termal, cm/s

VP= Volume padatan, , cm3zi= Perpotongan garis singgung kurva z vs dengan ordinat, cm

zL= Tinggi bidang batas bening keruh pada = L, cm

= Viskositas fluida, g/cm.s

= Densitas fluida, g/ cm3s= Densitas padatan, g/ cm3

L = Waktu sedimentasi, s INTISARI

Sedimentasi adalah merupakan cara pemisahan campuran padatan dalam bentuk slurry berdasarkan prinsip pengendapan oleh gaya berat menjadi cairan bening, cairan yang lebih pekat dan endapannya.

Percobaan ini dilaksanakan dengan menggunakan zat padat CaCO3 atau kapur dengan konsentrasi tertentu yang berbeda dan menggunakan dua buah tabung dengan diameter yang berbeda sebagai tempat pengendapan. Pengamatan dilakukan dengan mengukur tinggi batas bidang bening keruh (z) setiap selang waktu () 2 menit. Percobaan dihentikan bila telah tercapai endapan konstan. Kemudian diulang lagi dengan konsentrasi yang berbeda.

Dari pengamatan didapat grafik hubungan antara bidang batas bening keruh (z) dengan waktu (), sehingga akan terlihat bahwa makin besar konsentrasi suspensi, maka waktu pengendapan yang dipakai akan semakin lama. Berdasarkan grafik hubungan z vs dibuat grafik hubungan kecepatan sedimentasi (VL) dengan konsentrasi padatan (CL) dimana semakin besar konsentrasi padatan yang terbentuk maka semakin turun kecepatannya.Hasil percobaan untuk tabung besar dengan konsentrasi slurry 35 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=66,317e-0.0792dengan persen kesalahan 29,82 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=5,7893e-0.0172(VL).Hasil percobaan untuk tabung besar dengan konsentrasi slurry 45 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=59,229e-0.0645dengan persen kesalahan 30,40 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=6,2463e-0,0147(VL).Hasil percobaan untuk tabung besar dengan konsentrasi slurry 55 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=60,271e-0.0546dengan persen kesalahan 23,40 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=10,46e-0166(VL).Hasil percobaan untuk tabung kecil dengan konsentrasi slurry 35 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=77,87e-0.0407dengan persen kesalahan 2,93 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=5,4466e-0,0358(VL).Hasil percobaan untuk tabung kecil dengan konsentrasi slurry 45 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=66,264e-0.027dengan persen kesalahan 4,17 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=10,56e-0,0424(VL).Hasil percobaan untuk tabung kecil dengan konsentrasi slurry 55 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=73,989e-0.0139dengan persen kesalahan 4,43 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=4,9433e-0.0312(VL).BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

1. Mempelajari pengaruh konsentrasi padatan terhadap kecepatan sedimentasi pada slurry CaCO3 secara batch.

2. Membuat grafik hubungan antara tinggi bidang batas bening keruh (Z) dengan waktu pengendapan ().

3. Membuat grafik hubungan antara kecepatan pengendapan (V1) dengan konsentrasi slurry (C1).

1.2 Latar Belakang

Di dalam praktek dan kehidupan sehari-hari banyak di jumpai proses yang melibatkan zat padat dan cairan, baik yang sejenis sama atau yang berbeda dan dengan diameter padatan yang berbeda-beda. Di samping itu sering dijumpai proses pemisahan zat padat dengan zat cair dengan menggunakan gaya gravitasi, yaitu sedimentasi. Jadi sedimentasi dapat diartikan sebagai suatu proses pemisahan suspensi menjadi cairan dan padatan yang lebih pekat, di mana menggunakan prinsip pengendapan berdasarkan gaya gravitasi.

Proses sedimentasi banyak dipakai dalam proses industri pada unit pemisahan karena prosedur pelaksanaan sederhana dan hasilnya baik. Misalnya digunakan pada penjernihan air dan proses pengambilan senyawa magnesium pada air laut. Selain itu proses sedimentasi digunakan untuk memisahkan bahan buangan dari bahan yang akan diolah, hal ini kita lihat pada pabrik gula untuk memisahkan bahan buangan dari hasil cairan yang akan diolah menjadi gula.

Dalam pelaksanaannya, sedimentasi dapat dilakukan dengan cara, yaitu:

1. Secara Batch

2. Secara Kontinyu

Sedimentasi di dalam industri biasanya menggunakan proses kontinyu di dalam tangki besar, dan menggunakan air sebagai zat pensuspensi. Sedangkan di dalam laboratorium biasa dilakukan sedimentasi secara Batch di dalam silinder vertical, karena lebih sederhana, mudah dan murah.

1.3 Tinjauan PustakaSedimentasi adalah pemisahan campuran padatan dan cairan yang berupa suspensi menjadi cairan bening dan suspensi yang lebih pekat karena gaya berat padatan itu sendiri. Proses pemisahan ini terjadi secara mekanis dan berdasarkan pada perbedaan densitas pada temperature yang sama, terjadi antara padatan dan fluida.

Proses sedimentasi yang dijalankan secara batch, seperti yang dijalankan di dalam laboratorium, digunakan untuk kapasitas kecil. Sedangkan sedimentasi secara kontinyu biasa digunakan di dalam industri dengan kapasitas besar.

(Brown, G.G, 1978)

Mekanisme sedimentasi secara batch dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 1. Mekanisme sedimentasi secara batchKeterangan gambar:

A. Cairan bening atau fluida bebas butiran

B. Bagian dengan konsentrasi seragam

C. Bagian dengan distribusi berbagai ukuran partikel dan konsentrasi tidak seragam

D. Bagian transisi atau titik kritis

E. Endapan partikel-partikel padat

Suspensi dengan konsentrasi padatan yang seragam dimasukkan ke dalam tabung (gb.1a) dan dibiarkan mengendap. Setelah proses pengendapan dimulai, suspensi di dalam tabung silinder terbagi menjadi beberapa bagian (gb.1b). bagian dengan partikel padatan yang lebih berat akan mengendap lebih dulu (D), diatasnya terdapat bagian dimana terdiri dari distribusi berbagai ukuran dan konsentrasi partikel yang tidak seragam (C), bagian (B) adalah bagian dengan partikel-partikel yang berukuran hampir sama, dan mempunyai konsentrasi yang seragam. Di atasnya adalah bagian yang terdiri dari cairan bening (A).

Selama sedimentasi berlangsung, maka ketinggian tiap bagian akan berubah (gb. 1b, 1c,1d) dan akhirnya akan dicapai suatu keadaan dimana bagian B dan C akan hilang dan semua padatan akan mengendap (gb. 1e).

Didalam sedimentasi secara kontinyu juga akan terdapat bagian-bagian yang sama dengan sedimentasi secara batch, tetapi pada saat keadaan steady state umpan suspensi ke dalam penampungan sama tiap satuan waktu dengan sludge (lumpur) dan cairan bening yang dikeluarkan dari penampungan, sehingga tinggi masing-masing bagian akan konstan.

Proses sedimentasi secara kontinyu memakai alat yang disebut thickener. Sedimentasi secara batch memakai alat yang disebut silinder, maka suspensi dimasukkan dari atas, kemudian cairan bening dan padatannya dikeluarkan lewat bawah.

Mekanisme sedimentasi dapat dijelaskan dengan teori gerak partikel padat dalam fluida. Jika butir padat seberat M gram jatuh bebas dengan kecepatan V cm/s relatif terhadap fluida dimana densitas padatan dan densitas fluida dicari, maka partikel tersebut mengalami tiga macam gaya yaitu:

1. Gaya gravitasi dengan arah ke bawah

Fg = mg (1)

dimana :Fg = gaya gesek

m = massa parikel

g = kecepatan grvitasi

2. Gaya apung dengan arah ke atas

Fb = (m..g)/ s = Vs. .g (2)

dimana :Fb = gaya apung

m = massa partikel

g = kecepatan grvitasi

vs = kecepatan padatan

= densitas

s = densitas3. Gaya gesekan/ drag force berlawanan arah dengan gerak benda

Fd = (Cd.V2. .A) / 2 (3)

dimana :

Fd = gaya gesek

Cd = koefisien gaya gesek

v = kecepatan padatan

A = luas penampang aliran

= densitas

Ketiga gaya pada partikel diatas dapat dijelaskan sebagai berikut:

Gambar 2. Gerak jatuh partikel dalam fluida

Resultan gaya-gaya yang bekerja

(Fg Fb Fd) gc = m dv/d (4)

Dengan mendistribusikan persamaan (1), (2) , (3) ke dalam persamaan (4), maka :

dv/d = g (s/) g [(Cd.v2. .A)/2m] (5)

dv/d = g (1 - s/) [(Cd.v2. .A)/2m] (6)

Untuk partikel yang terbentuk bola, A = .Dp2 / 4 dan m = (. Dp3 / 6), persamaan (6) menjadi :

dv/d = g (1 - s/) [(3.Cd.v2. .A) /2m] (7)Pada terminal velocity, dc/d = 0, sehingga :

(3.Cd.v2. ) / (4.Dp. s) = g (1-s/) (8)Persamaan (8) diselesaikan menjadi :

(9)

Harga Cd dapat dicari dengan grafik Dp vs NRc pada buku Perrys Chemical Engineers Handbook edisi 7.

(10)

Persamaan (10) disubtitusikan ke persamaan (9):

(11)

dimana :g = percepatan gravitasi (m/s2)

Cd = drager efisien

A = luas proyeksi partikel terhadap arah gerakan (m2)

= densitas padatan (kg/m3)

= densitas fluida (kg/m3)

m = massa padatan (kg)

Vt = kecepatan terminal (m/s)

Gerak partikel di dalam fluida, terbagi dalam 3 periode, yaitu :

1. Periode jatuh dengan percepatan karena gaya gravitasi.2. Free Settling

Periode jatuh dengan kecepatan tetap, yang berpengaruh hanya gaya gravitasi.3. Hindered Settling

Periode dimana kecepatan sedimentasi berkurang ketika terjadi kenaikan konsentrasi, yang disebabkan karena kenaikan densitas dan viskositas.Kecepatan pengendapan merupakan fungsi dari konsentrasi padatan dalam fluida dengan pertolongan grafik hubungan antara tinggi bidang batas bening keruh (z) terhadap waktu ().

Gambar 3. Hubungan antara tinggi batas bening keruh (z) dan waktu ()

Kecepatan sedimentasi dapat dicari dari slope garis singgung kurva. Contoh pada gambar (3).

Kecepatan sedimentasi:

VL = slope = tg. = y/x = (z1 zL)/ L (12)

Hubungan antara konsentrasi dengan kecepatan sedimentasi dapat dilihat, sebagai berikut :

(v + dv + vL) C - dC

C, V + VL

Gambar 4 . Hubungan kecepatan dengan konsentrasi pada lapisan batas

dimana :

C

= Konsentrasi padatan pada lapisan

VL

= kecepatan pengandapan dari partikel pada lapisan

(V+dV+VL) = kecepatan padatan masuk ke dalam lapisan dilihat dari permukaan

lapisan

(C dC) = konsentrasi padatan masuk ke dalam lapisan.

(V+VL) = kecepatan padatan ke luar lapisan dilihat dari permukaan

lapisan.

Dari persamaan diatas lalu dibuat neraca massa proses sedimentasi :

(C-dC)A (V+dV+VL) = CA (V+VL) (13)

Untuk luas penampang (A) yang konstan, maka persamaan (13) menjadi:

VL = C dV/dC V dV (14)

dV dapat diabaikan, karena kecil:

VL = C dV/dC V (15)

Asumsi kecepatan adalah fungsi dari konsentrasi:

VL = f(C)

dV/dC = f (C)

Jika C tetap pada lapisan, maka f ( C ), f (C) dan VL, tetap. Harga VL yang tetap di dalam kecepatan bidang batas dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi padatan pada lapisan dari penyelesaian secara batch.Jumlah padatan yang melewati lapisan sama dengan jumlah padatan total karena lapisan ini mempunyai konsentrasi yang mulai terbentuk dari bawah dan menuju atas ke bidang batas, sehingga :

CL.AL. L. (V+VL) = C0.z0.A (15)

dimana:

C0 = konsentrasi awal dari padatan tersuspensi

z0 = tinggi awal dari padatan tersuspensi

A = luas silinder

CL = kosentrasi lapisan batas

L = waktu untuk bergerak dari dasar ke permukaan batas

(V+VL) = kecepatan padatan keluar dari lapisan

Bila ZL adalah bidang batas saat L dengan VL konstan, maka:

(17)

Dari hasil plot dapat percobaan grafik z vs diperoleh VL sebagai slope dari kurva pada = L. Garis singgung kurva pada L memotong ordinat pada zi. slope dari garis singgung ini adalah :

(18)

Sedangkan harga CL dapat dicari dengan persamaan (16)

CL.AL. L.(V+VL) = C0.Z0.A

Karena AL = A, maka :

CL.AL. L.(V+VL) = C0.Z0.A (19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)Dari data konsentrasi (CL) dan kecepatan sedimentasi (VL) dapat dibentuk sebuah grafik VL = f (CL) sebagai berikut:

VL

VL = f (Cl)

CLGambar 5. Grafik hubungan CL vs VLBAB II

PELAKSANAAN PERCOBAAN2.1 Bahan

1. CaCO32. Air

3. Methyl Orange

2.2 Alat Alat

1. Tabung kaca besar

2. Tabung kaca kecil

3. Beaker gelas

4. Gelas ukur

5. Stopwatch

6. Timbangan

7. Corong

8. Pengaduk

2.3 Gambar Rangkaian Alat Keterangan :

1. Tabung kaca besar

3 3 2. Tabung kaca kecil

1 2 3. Skala

Gambar 6. Rangkaian alat percobaan sedimentasi2.4 Cara Kerja1.Mengukur volume tabung kaca besar dan kecil dengan cara memasukkan air sampai ketinggian tertentu, kemudian mengalirkan air tersebut dan menampungnya dalam beaker gelas kemudian mengukur volume dengan gelas ukur

2. Membuat slurry CaCO3 dengan cara menimbang CaCO3 sebanyak yang telah ditentukan kemudian mencampurkan dengan air dan methyl orange dengan jumlah tertentu pula sampai homogen.

3. Memasukkan slurry CaCO3 yang telah homogen tersebut dalam tabung besar dan tabung kecil secara bersamaan dengan tinggi permukaan yang sama sebagai tinggi awal (Z0).

4. Mengukur tinggi batas bening keruh untuk selang waktu 2 menit. Menghentikan percobaan setelah mencapai tinggi bidang batas yagn konstan untuk menghentikan percobaan endapan setelah endapan konstan.

5. Mengulangi percobaan untuk konsentrasi yang berbeda.

2.5 Analisa Percobaan

Dari percobaan diperoleh hasil tinggi batas atas bidang bening keruh (zL) dari pembacaan skala dan harga waktu () pada percobaan dengan selang waktu 30 detik, sehingga dari data yang diperoleh dapat digunakan untuk mencari harga zi,zL dan L. Dari data harga zi,zL dan L, dapat dicari harga VL dan CL dengan rumus :

dimana : C0 = Konsentrasi slurry mula-mula

Zo = Tinggi slurry mula-mula

Zi = Perpotongan garis singgung kurva Z vs dengan ordinat

CL = Konsentrasi slurry pada bidang batas

ZL = Tinggi bidang batas bening keruh pada = L

L = Waktu sedimentasi

VL = Kecepatan sedimentasiPersamaan hubungan VL dan CL dapat dicari dengan metode least square dan kemudian dibuat grafik hubungan VL vs CL.

Dengan persamaan eksponensial :

Y = a.ebX

ln Y = ln a + bX

Y1 = c + bX

Lalu dengan pendekatan Least Square,didapat :

Setelah diperoleh c dan b maka persamaan yang didapat :

Y = a.ebXCL = a.e

EMBED Equation.3 BAB III

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil percobaan

3.1.1 Pada Co = 35 gr/lt

Tabel 3.1.1 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 35 gr/lt

No.Tabung BesarTabung Kecil

Waktu (detik)Tinggi (cm)Waktu (detik)Tinggi (cm)

1072076

2266271,5

3457,8467

4648,8662

5841,5857,6

61032,51052,5

71224,51248

814171444

916101640

10189,51836

112092032,5

12228,52229,7

13248,52427,5

14268,52626,2

15288,52824,8

16308,53023,7

17328,53223


Tabel 3.1.2 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 45 gr/lt



1073070

2267266,5

3460459,5

4650,2658

5843854,3

61035,51050,6

712271247

814191444

91611,51641

1018111838,5

112010,52036,5

122210,42234,5

1324102433

14269,82631,5

15289,62830,5

16309,63030

17329,63230

18349,63430

19369,6


Tabel 3.1.3 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 55 gr/ltNo.Tabung BesarTabung Kecil


1074080

2267,5277

3461475

4654672,3

5846869

610411066

71233,51264

814271467,8

916201659,5

1018141857

1120132054,8

1222122253

132411,52450,5

142611,22649,5

1528112847,5

163010,83046

173210,63245,5

183410,33443,5

19369,83642

20389,53841

21409,24040

22429,14239

234438

244637

254836,2

265035,8

275234,8

285434



295633,5

305832,7

316031,8

326230,9

336430,1

346629,8

356829,4

367029

377228,7

387428,4

397628,2

407828,1

3.2 Pembahasan

3.2.1 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 35 gr/lt; Zo=72 cm (Tabung Besar)

Tabel 3.2.1 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 35 gr/lt; Zo=72 cm (Tabung Besar)

No.Waktu (detik)Tinggi (cm)

1072

2266

3457,8

4648,8

5841,5

61032,5

71224,5

81417

91610

10189,5

11209

12228,5

13248,5

14268,5

15288,5

16308,5

17328,5

Gambar 3.2.1 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=35gr/lt; Zo=72 cm (Tabung Besar)

Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y= 64,317e-0,0792X, dengan persen kesalahan 29,82 %. Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.

3.2.2 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 35 gr/lt; Zo=76 cm (Tabung Kecil)

Tabel 3.2.2 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=35 gr/lt; Zo=76 cm (Tabung Kecil)


1076

2271,5

3467

4662

5857,6

61052,5

71248

81444

91640

101836

112032,5

122229,7

132427,5

142626,2

152824,8

163023,7

173223

Gambar 3.2.2 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=35 gr/lt; Zo=76 cm (Tabung Kecil)

Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y = 77,287e-0,0407X, dengan persen kesalahan 2,93%. Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.


Tabel 3.2.3 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45 gr/lt; Zo=73 cm (Tabung Besar)


1073

2267

3460

4650,2

5843

61035,5

71227

81419

91611,5

101811

112010.5

122210,4

132410

14269,8

15289,6

16309,6

17329,6

18349,6

19369,6

Gambar 3.2.3 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45 gr/lt; Zo=73 cm (Tabung Besar)

Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y = 59,229e-0,0645X, dengan persen kesalahan 30,40 %. Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.




1070

2266,5

3459,5

4658

5854,3

61050,6

71247

81444

91641

101838,5

112036,5

122234,5

132433

142631,5

152830,5

163030

173230

183430

Gambar 3.2.4 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45gr/lt; Zo=70 cm (Tabung Kecil)

Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y = 66,264e-0,027X, dengan persen kesalahan 4,17 %.Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.


Tabel 3.2.5 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55 gr/lt; Zo=74 cm (Tabung Besar)


1074

2267,5

3461

4654

5846

61041

71233,5

81427

91620

101814

112013

122212

132411,5

142611,2

152811

163010,8

173210,6

183410,3

19369,8

20389,5

21409,2

23429,1

Gambar 3.2.5 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55 gr/lt; Zo=74 cm (Tabung Besar)

Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y = 60,271e-0,0546X, dengan persen kesalahan 23,40%. Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.



No.Waktu (detik)Tinggi (cm)No.Waktu (detik)Tinggi (cm)

1080336430,1

2277346629,8

3475356829,4

4672,3367029

5869377228,7

61066387428,4

71264397628,2

81467,8407828,1

91659,5

101857

112054,8

122253

132450,5

142649,5

152847,5

163046

173245,5

183443,5

193642

203841

214040

224239

234438

244637

254836,2

265035,8

275234,8

285434

295633,5

305832,7

316031,8

326230,9

Gambar 3.2.6 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55gr/lt; Zo=80 cm (Tabung Kecil)

Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y= 73,989e-0,0139X, dengan persen kesalahan 4,43 %. Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.

3.3 Hubungan antara VL dengan CL

3.3.1 Pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 72 cm (tabung besar)

Tabel 3.3.1 Garis singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 72 cm (tabung besar)

No.ZiZLLCL=XVLln VL=YX2X.Y

15010,515,650,42,53200,92902540,1646,8231

2401016631,8750,62863969 39,6023

320916,41260,6707-0,399415876-50,3226

239,41,158222385,1636,1028

Gambar 3.3.1 Grafik Garis Singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 72 cm (Tabung Besar)

Tabel 3.3.1 diperoleh dengan menarik garis singgung pada tiga titik optimum yang terdapat pada grafik hubungan antara waktu dan tinggi batas bening keruh,kemudian dapat ditentukan nilai VL dan CL pada masing-masing titik optimum tersebut. Titik optimum ditentukan pada titik dimana sebelum tinggi endapan relatif konstan. Dengan pendekatan least square diperoleh hubungan antara VL dengan CL :CL = 5,7893e

3.3.2 Pada Co = 35 gr/lt; Zo = 76 cm (tabung kecil)


No.ZiZLLCL=XVLln VL=YX2X.Y

1402330630,5667-0,56793969-35,783

2352231720,4193-0,86905184-62,5707

33021,531,75840,2677-1,31787056-110,697

219-2,754716209-209,051

Gambar 3.3.2 Grafik Garis Singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 76 cm (Tabung Kecil)

Tabel 3.3.2 diperoleh dengan menarik garis singgung pada tiga titik optimum yang terdapat pada grafik hubungan antara waktu dan tinggi batas bening keruh,kemudian dapat ditentukan nilai VL dan CL pada masing-masing titik optimum tersebut. Titik optimum ditentukan pada titik dimana sebelum tinggi endapan relatif konstan. Dengan pendekatan least square diperoleh hubungan antara VL dengan CL :

CL = 5,4466e

3.3.3 Pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 73 cm (tabung besar)


No.ZiZL

CL=XVLln VL=YX2X.Y

13010,516109,51,21870,197811990,2521,6619

22010,416,5164,250,5818-0,541626978,06-88,9574

3131020252,69230,15-1,897163853,4-479,388

526,4423-2,2408102821,7-546,683


Tabel 3.3.3 diperoleh dengan menarik garis singgung pada tiga titik optimum yang terdapat pada grafik hubungan antara waktu dan tinggi batas bening keruh,kemudian dapat ditentukan nilai VL dan CL pada masing-masing titik optimum tersebut. Titik optimum ditentukan pada titik dimana sebelum tinggi endapan relatif konstan. Dengan pendekatan least square diperoleh hubungan antara VL dengan CL :CL = 6,2463

3.3.4 Pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 70 cm (tabung kecil)

Tabel 3.3.4 Garis singgung pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 70 cm (tabung kecil)No.ZiZL

CL=XVLln VL=YX2X.Y

1503225630,72-0,32853969-20,6958

24530,526700,5576-0,58394900-40,8764

340302778,750,3703-0,99326201,563-78,2186

211,75-1,905715070,56-139,791



3.3.5 Pada Co = 55 gr/lt Zo = 74 cm (tabung besar)


No.ZiZL

CL=XVLln VL=YX2X.Y

1301118135,66671,05550,054018405,447,3351,

2201220203,50,4-0,916241412,25-186,465

3171322239,41180,1818-1,704757317,99-408,137

578,5784-2,5669117135,7-587,267



3.3.6 Pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 80 cm (tabung kecil)

Tabel 3.3.6 Garis singgung pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 80 cm (tabung kecil)

No.ZiZL

CL=XVLln VL=YX2X.Y

1503160880,3166-1,14997744-101,192

245306497,77780,2343-1,45089560,494-141,859

34029691100,1594-1,836212100-201,983

295,7778-4,436929404,49-445,034


Tabel 3.3.6 diperoleh dengan menarik garis singgung pada tiga titik optimum yang terdapat pada grafik hubungan antara waktu dan tinggi batas bening keruh,kemudian dapat ditentukan nilai VL dan CL pada masing-masing titik optimum tersebut Titik optimum ditentukan pada titik dimana sebelum tinggi endapan relatif konstan. Dengan pendekatan least square diperoleh hubungan antara VL dengan CL :CL = 4,9433e

BAB IV

KESIMPULAN1. Kecepatan sedimentasi dipengaruhi oleh konsentrasi, dimana makin besar konsentrasi maka kecepatan sedimentasi semakin lambat.

2. Semakin lama waktu sedimentasi, maka kecepatan sedimentasi semakin lambat.

3. Semakin besar diameter tabung, maka kecepatan sedimentasi akan semakin cepat, dan waktu pengendapanya akan semakin lama.

4. Dari hasil percobaan diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan untuk masing-masing konsentrasi dan jenis tabung.

Dari hasil percobaan, didapatkan hasil sebagai berikut :

Untuk hubungan antara bidang batas bening keruh (z) dengan waktu ()

Konsentrasi

(g/l)Tabung besarTabung kecil

Persamaan% salahPersamaan% salah

35

45

55Z=66,317e-0.0792

Z=59,229e-0.0645

Z=60,271e-0.0546

29,82 %

30,40 %

23,40 %

Z=77,87e-0.0407

Z=66,264e-0.027

Z=73,989e-0.0139

2,93 %

4,17 %

4,43 %

Untuk hubungan antara kecepatan sedimentasi pada setiap konsentrasi (VL) dan konsentrasi padatan setiap saat (CL):

Konsentrasi

(gr/l)Tabung beserTabung kecil

PersamaanPersamaan

35

45

55

CL=5,7893e-0.0172(VL)

CL=6,2463e-0,0147(VL)

CL=10,46e-0,166(VL)

CL=5,4466e-0,0358(VL)

CL= 10,56e-0,0424(VL)CL=4,9433e-0.0312(VL)

DAFTAR PUSTAKA

Brown, G.G., 1978, Unit Operations, pp 110-114, Modern Asia Edition, John Wiley & Sons, Inc, Tokyo.

Foust,A.S,1959,Principles of Unit Operation, 2nd ed,p.p.629-633, John Wiley and Sons, Inc, New York.

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

PAGE

_1145738863.unknown

_1178740600.unknown

_1178750629.unknown

_1178775361.unknown

_1178838440.unknown

_1178838458.unknown

_1178836651.unknown

_1178768467.unknown

_1178768541.unknown

_1178750640.unknown

_1178750650.unknown

_1178740607.unknown

_1178740611.unknown

_1178750455.unknown

_1178750474.unknown

_1178750617.unknown

_1178750255.unknown

_1178740609.unknown

_1178740610.unknown

_1178740608.unknown

_1178740603.unknown

_1178740604.unknown

_1178740605.unknown

_1178740602.unknown

_1178331264.unknown

_1178468843.unknown

_1178468896.unknown

_1178331389.unknown

_1145739444.unknown

_1145739558.unknown

_1145738958.unknown

_1144702178.unknown

_1144728883.unknown

_1145738430.unknown

_1145738677.unknown

_1145738095.unknown

_1144703193.unknown

_1144728703.unknown

_1144702277.unknown

_1144701215.unknown

_1144701499.unknown

_1144701619.unknown

_1144695431.unknown

_1144699628.unknown

_1144695404.unknown

_1144659493.unknown

Documents

laporan sedimentasi