BAB IITHICKENER DAN CLARIFIER

2.1. Prinsip DasarPemisahan liquid-solid efektif bila salah satu dari kedua zat yang akan dipisahkan berbeda densitasnya. Penggunaan gaya gravitasi atau sentrifugal atau untuk penyaringan tergantung pada bentuk dan ukuran partikel. Teknik pemisahan yang banyak digunakan biasanya tergantung pada konsentrasi solid dan kecepatan umpan masuk dan juga pada ukuran dan partikel solid, lihat diagram 1.1 dibawah ini.

Pemilihan alat tergantung pada tujuan utama produk yang diinginkan; liquid jernih atau produk solid (cake) dan derajat kekeringan solid yang diperlukan.Lihat pada table 1.1.

12

Thickening dan clarifikasi yang menggunakan proses sedimentasi dalam proses pemisahannya relatif lebih murah biaya operasionalnya untuk volume yang cukup besar. Thickening berguna untuk menaikkan konsentrasi suspensi solid, clarifying berguna untuk memisahkan sejumlah kecil partikel-partikel halus yang menghasilkan liquid yang jernih.

Thickener atau clarifier biasanya terdiri dari tanki sirkular atau rectangular yang dilengkapi dengan rake yang berputar pada dasarnya. Lihat gambar 2.1 dibawah ini. bermacam-macam desain dapat dilihat tergantung pada nature solidnya. Bisa saja didalam thickener ditambahkan suatu senyawa untuk proses flokulasi yang berguna untuk mempercepat pemisahan. Gambar (2.1). Type Thickener dan ClarifierA). Bridge supported (up to < 40 m dia. B). Centre column supported (< 30 m dia. C). Traction drive (< 60 m dia.)2.2.THICKENEROperasi pengendapan dalam industri dapat terjadi secara batch atau kontinu didalam thickener. Batch thickener beroperasi sama seperti batch sedimentation, alatnya berupa tanki silinder dengan bukaan masuk umpan slurry dan bukaan keluar untuk produk. Tanki diisi dengan slurry dan padatan akan mengendap di bottom tanki, lihat gambar 2.2.

Gambar (2.2). Thickener (proses batch atau continuous)

2.2.1. Continuous ThickenerContinuous thickener berdiameter besar dan agak dangkal, tanki tersebut dilengkapi dengan rake untuk mengumpulkan sludge. Umpan masuk dari tengah tanki, rake akan mengumpulkan sludge ketengah, kemudian dikeluarkan.

Gambar (2.3). Tipe Rake pada Thickener

Gambar (2.4). Pola aliran dalam Continuous Filter

2.2.2. Four Tray Dorr ThickenerFour tray dorr thickener adalah contoh alat thickener yang menggunakan mekanisme rake. Jumlah tray membuat kinerja alat ini lebih baik

Gambar (2.5). Four Tray Dorr Thickener2.3.Perhitungan pada Continuous ThickenerContinuous thickener adalah alat yang memisahkan slurry untuk bermacam-macam konsentrasi awal solid dan melalui proses sedimentasi dilakukan untuk konsentrasi yang tinggi. Hal yang paling penting pada perhitungan desain continuous thickener adalah karakteristik pengendapan solid dalam slurry, luas tanki dan tinggi tanki. Gambar 2.5. menunjukkan tinggi interfase liquid-solid dalam fungsi waktu. Slope dari kurva merupakan kecepatan pengendapan suspensi. Dari itu dapat dilihat karakteristik spesifik konsentrasi solid, bila waktu naik kecepatan pengendapan akan menurun.

Gambar (2.6).Operasi continuous thickener partikel solid akan melalui lapisan-lapisan dengan berbagai konsentrasi. Jika solid masuk melalui lapisan perlapisan dengan kecepatan yang sama lapisan tersebut akan mulai menebal, sampai partikel-partikel yang lebih halus terlihat pada lapisan atas.Desain thickener berdasarkan pada identifikasi konsentrasi lapisan yang mempunyai kapasitas kecil untuk melewatkan solid. Lapisan partikel ini disebut dengan rate limiting layer, lihat gambar 2.7

Gambar (2.7). Rate limiting layer pada thickener

Material Balance :(c-dc) s (v + dv + vL) = csq (v + vL)(2.1)c : konsentrasi pada lapisanvL : kecepatan pada lapisan pertama(c-dc) : pengendapan solid pada layer(v + dv) : kecepatan pada kolom(v + dv + vL) : kecepatan pada layers : luas aliran solidPenyelesaian persamaan diatas :

(2.2)

bila dv diabaikan didapat (2.3)diasumsi bahwa kecepatan pengendapan adalah fungsi konsentrasi v = f dan dv/dc = f sehingga persamaan diatas menjadi :vL = cf - f (2.4)Jika konsentrasi pada batas lapisan adalah cl, dan waktu untuk mencapai interfase adalah ql, jumlah solid yang melewati lapisan adalah :cL s qL (vL + vL) (2.5)Jumlah ini harus sama dengan total partikel solid,cL s L (vL + vL) = co zo s (2.6)vL = zL/qLSubstitusi harga vl kedalam persamaan 2.6 dan persamaan menjadi,

(2.7)

Gambar (2.7a) tinggi interface vs waktu pengendapan

Dari data laboratorium di plot tinggi interfase vs t (gambar 2.7a)) dari plot ini didapat vl pada q = ql ditunjukkan oleh persamaan :

(2.8)atau zi = zL + L vL (2.9)Kombinasi 2.8 dan 2.9 menghasilkan cL zi = co zoZi adalah tinggi slurry