hidrosiklon klmpk 1.kk
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
PROSES PEMISAHAN DAN PEMURNIAN
“Hydrocyclone”
Dosen Pembimbing : Ir. Emmanuela W
Nama Anggota : 1. Annisa Syafitri K. (08414003)
2. Arya Febriyanto (08414002)
3. Bismi Dzikri Fardina (08414003)
Kelas : 3 TKPB
Tanggal Praktikum : 3 Januari 2011
Tanggal Penyerahan :
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PRODI TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2010
HYDROCYCLONE
I. TUJUAN
Mempelajari prinsip kerja alat Hydrocyclone.
Mengetahui cara kerja alat Hdrocyclone yang ada di pilot plan.
Membandingkan berat jenis minyak dan air sebelum dan sesudah proses pemisahan dengan
alat hydrocyclone.
Menghitung kinerja alat
II. LANDASAN TEORI
Hydrocyclone dapat diartikan sebagai suatu alat yang memisahkan material ataupun partikel
dari suatu komposisi campuran yang berbentuk padatan dengan cairan ataupun cairan dengan
cairan. Prinsip kerja dari hydrocyclone adalah gaya sentrifugal dimana ketika terjadinya aliran yang
berputar didalam hydrocyclone menyebabkan partikel ataupun material yang tercampur akan
terpisah karena perbedaan densitas.
Hydrocyclone bekerja dengan cara memutar zat yang dimasukan di dalam ruang dalam yang
berkontur. Material yang lebih berat dialirkan ke bawah melalui jalur spiral di sepanjang dinding
ruangan, sementara material yang lebih ringan diarahkan ke ruang penampungan di bagian atas.
Bentuk-bentuk Cyclone
Dua bentuk utama dari cyclone adalah axial dan tangensial cyclone. Pada dasarnya, keduanya
beroperasi dengan prinsip kerja yang sama. Namun, pada axial flow cyclones materi masuk melalui
bagian atas cyclone dan dipaksa untuk bergerak membentuk sudut pada bagian atas. Pada
tangential cyclones, materi masuk dari celah pada sisi yang berada pada posisi menyudut dengan
badan cyclone. Axial flow cyclones lebih banyak digunakan.
Effisiensi Cyclone
Efisiensi Cyclone tergantung pada:
1. Ukuran partikel
Semakin besar ukuran partikel, maka efisiensi cyclone akan semakin meningkat karena
berdasarkan Hukum Stokes, diameter partikel berbanding lurus dengan terminal settling
velocity.
2. Diamater dari cyclone
Berdasarkan gaya sentrifugal, diameter cyclone berbanding terbalik dengan gayanya,
sehingga semakin kecil diameter cyclone maka semakin besar efisiensinya.
3. Viskositas dari gas
Berdasarkan Hukum Stokes, semakin besar viskositas maka efisiensi cyclone semakin
kecil.
4. Temperatur gas buang
Temperatur gas buang akan mempengaruhi sifat dari fluida.
5. Densitas partikel
Semakin besar densitas partikel maka akan semakin besar efisiensi cyclone.
6. Dust loading
Semakin banyak dust loading maka akan semakin baik efisiensi karena memungkinkan
terjadinya tumbukan antar partikel semakin besar.
7. Inlet velocity
Semakin besar inlet velocity maka akan semakin besar efisiensi cyclone.
III. ALAT DAN BAHAN
3.1 Alat:
1. Alat Hydrocyclone
2. Gelas sampling
3.2 Bahan:
Campuran air dan minyak tanah
IV. SKEMA KERJA
1. Memasukkan campuran air-minyak tanah ke dalam tangki umpan
2. Menghidupkan saklar utama dan motor impeller
3. Melakukan sampling umpan secara duplo
4. Menekan tombol P2
5. Mengatur bukaan kran
6. Melakukan sampling air dan minyak tanah hasil pemisahan alat hydrocyclone
7. Mengukur densitas dari masing-masing sampel
8. Melakukan sampling pada bukaan kran lainnya.
V. DATA PENGAMATAN
Jari-jari tangki : 18 cm
Tinggi minyak : 1 cm
Tinggi air : 31,5 cm
a. Volume minyak dalam umpan
v=π r2t
¿ (3,14 )(18 cm)2(1 cm)
¿1017,36 cm3
b. Volume air dalam umpan
v=π r2t
¿ (3,14 )(18 cm)2(31,5 cm)
¿32046,84 cm3
c. Volume umpan
V umpan=V minyak+V air
¿1017,36+32046,84
¿33064,2 cm3
d. % komposisi minyak dalam umpan
% minyak dlm umpan=V minyak dlm umpanV umpan
x100 %
¿ 1017,3633064,2
x100 %
¿3,0769 %
e. Densitas umpan riil
Volume piknometer = 10 ml
Berat piknometer kosong = 11,985 gram
Berat piknometer + umpan = 22,8973 gram
Berat piknometer + air = 22,8022 gram
ρumpan = 22,8973−11,985
10
= 1,09123 gr/ml
= 1,09123 gr/cm3
ρair = 22,8022−11,985
10
= 1,08172 gr/ml
= 1,08172gr/cm3
f. Densitas umpan berdasarkan teoritis
ρcampuran = Xair . ρair + Xminyak . ρminyak
Xminyak = V minyak
V air+V minyak =
1017,3832046,84+1017,38
= 0,0307
Xair = V air
V air+V minyak =
32046,8432046,84+1017,38
= 0,9692
ρair = 0,99708 gr/cm3 (suhu ruang dan tekanan 1 atm)
ρminyak = 0,7950 gr/cm3 (suhu ruang dan tekanan 1 atm)
ρcampuran = Xair . ρair + Xminyak . ρminyak
ρcampuran = (0,9692x 0,99708) gr/cm3 + (0,0307x 0,7950) gr/cm3
= (0,9483 + 0,0307) gr/cm3
= 0,979 gr/cm3
g. tabel densitas hasil percobaan
No
Bukaan Valve
Sample
masa sample +
piknoMassa sample (gr)
Volume
piknoDensitas
Densitas
rata-rata
1 2 1 2 1 2
1
air 22,901 22,896 10,916 10,911 10 1,0916 1,0911 1,0913
minyak 22,882 22,885 10,897 10,9 10 1,0897 1,09 1,0898
2
air 22,897 22,917 10,912 10,932 10 1,0912 1,0932 1,0922
minyak 22,714 22,724 10,729 10,739 10 1,0729 1,0739 1,0734
3
air 22,8916 22,904 10,9066 10,919 10 1,09066 1,0919 1,09128
minyak 22,876 22,865 10,891 10,88 10 1,0891 1,088 1,0885
h. Penentuan Kinerja Alat Hydrocyclone
No Bukaan Valve Sampledensitas
rata-rata
densitas
campx minyak x air
kinerja (x
minyak/ x air)
x 100 %
1air 1,0913 1,09123
0,04026 0,9597 4,1959
minyak 1,0898 1,09123
2air 1,0922 1,09123
0,0179 0,9484 5,44
minyak 1,0734 1,09123
3air 1,09128 1,09123
0,0179 0,9820 1,8315
minyak 1,0885 1,09123
Contoh perhitungan
perhitungan fraksi minyak dan air pada run / bukaan valve I
ρcampuran=¿ ρminyak X minyak+ ρair X air ¿
1,09123=1,0898 Xminyak+1,0913 X air
1,09123=1,0898(1−Xair )+1,0913 Xair
1,09123=1,0898−1,0898 1 Xair+1,0913 Xair
1,43. 10−3=1,49. 10−3 X air
X air=0 , 9597
X minyak=(1−Xair )
X minyak=(1−0.9597 )
X minyak=0 . 04026
perhitungan kinerja alat
η=Xminyak
Xair
× 100 %
η=0.040260,9597
×100 %
η=4,1959 %
VI. PEMBAHASAN
Annisa Syafitri K
08 414 001
Praktikum hydrocyclone ini sebenarnya bertujuan untuk mengetahui pengaruh
dari penambahan pemakaian alat hydrocyclone ini dalam membantu proes pemisahan
dengan menggunakan KO drum. Namun, dikarenakan terdapat permasalahan dengan
alat ini saat praktikum maka percobaan diganti yaitu untuk mengetahui pengaruh
variable laju alir campuran yang melalui hydrocyclone dengan mengubah bukaan
kran.
Pada umumnya hydrocyclone ini digunakan sebagai pemisah campuran berfasa
cair-cair dengan prinsip perbedaan massa jenis dan gaya sentrifugal. Di industry
minyak hydrocyclone ini sangat bermanfaat karena penggunaan KO drum saja yang
menggunakan prinsip gaya grafitasi dan perbedaan massa jenis dianggap kurang
mampu memberikan hasil yang diinginkan dikarenakan jumlah persediaan minyak
yang semakin menipis dan menyebabkan proses pemisahan akan berlangsung lebih
lama.
Dengan menggunakan hydrocyclone, dimana prinsip perbedaan massa jenis dan
gaya sentrifugal digabungkan maka akan terjadi pemisahan antara minyak dan air. Air
yang memiliki massa jenis lebih besar dibandingkan minyak akan terlempar ke
bagian luar dan bergerak turun sedangkan sebaliknya minyak akan menuju ke pusat
putaran dan bergerak ke penampungan atas.
Data yang diperlukan diantaranya yaitu volume air dan minyak, densitas umpan
serta air dan minyak setelah dilakukan pemisahan dengan hydrocyclone. Volume bisa
diperoleh dengan mengukur tinggi masing-masing larutan dan diameter dalam
reactor. Setelah mengetahui volume dari air dan minyak dalam umpan maka dapat
diketahui fraksi awal dari minyak dan air tersebut dan selanjutnya dilakukan
pengadukan selama kurang lebih satu menit untuk menghomogenkan campuran dan
selanjutnya dilakukan pemompaan umpan ke hydrocyclone lalu ke KO drum.
Terjadi sedikit keanehan saat proses ini, yaitu air yang dihasilkan setelah melalui
hydrocyclone volumenya lebih sedikit dibandingkan dengan minyak, padahal justru
yang seharusnya terjadi adalah sebaliknya. Selain itu berdasarkan hasil percobaan
saat dilakukan pengukuran densitas, tidak dihasilkan perbedaan yang cukup
signifikan antara air dan minyak yang terpisah, baik pada percobaan kesatu, kedua
dan ketiga. Semua nilai densitasnya bernilai lebih dari satu, padahal sebagaimana
diketahui minyak memiliki densitas di bawah satu yaitu sekitar 0,7950 gr/cm3 .
KESIMPULAN
1. Fraksi umpan awal : air 0,9692 , minyak 0,03072. Fraksi minyak percobaan kesatu 0,04026
3. Fraksi minyak percobaan kedua 0,0179
4. Fraksi minyak percobaan ketiga 0,0179
5. Kinerja hydrocyclone berdasarkan bukaan kran secara berturut-turut : 4,1959% ,
5,44% , 1,8315%
6. Bukaan kran kedua menghsilkan kinerja hydrocyclone terbaik
7. Kinerja alat hydrocyclone ini masih sangat kurang
Pembahasan
Arya Febriyanto (08414002)
Hydrocyclon merupakan alat pemisah campuran berfasa cair dan cair. Alat ini
biasa digunaka dalam industry oil & gas. Dengan memanfaatkan gaya sentrifugal
kedua umpan akan terpisah berdasarkan berat jenisnya.
Pada praktikum ini dilakukan perubahan variable pada bukan valve, atau laju alir
umpan yang masuk ke dalam kolom hydrocyclone. Dengan dibantu oleh KO drum.
Dengan menggunakan hydrocyclone, dimana prinsip perbedaan massa jenis dan
gaya sentrifugal digabungkan maka akan terjadi pemisahan antara minyak dan air. Air
yang memiliki massa jenis lebih besar dibandingkan minyak akan terlempar ke
bagian luar dan bergerak turun sedangkan sebaliknya minyak akan menuju ke pusat
putaran dan bergerak ke penampungan atas.
Data yang diperlukan diantaranya yaitu volume air dan minyak, densitas umpan
serta air dan minyak setelah dilakukan pemisahan dengan hydrocyclone. Volume bisa
diperoleh dengan mengukur tinggi masing-masing larutan dan diameter dalam
reactor. Setelah mengetahui volume dari air dan minyak dalam umpan maka dapat
diketahui fraksi awal dari minyak dan air tersebut dan selanjutnya dilakukan
pengadukan selama kurang lebih satu menit untuk menghomogenkan campuran dan
selanjutnya dilakukan pemompaan umpan ke hydrocyclone lalu ke KO drum.
Terjadi sedikit keanehan saat proses ini, yaitu air yang dihasilkan setelah melalui
hydrocyclone volumenya lebih sedikit dibandingkan dengan minyak, padahal justru
yang seharusnya terjadi adalah sebaliknya. Selain itu berdasarkan hasil percobaan
saat dilakukan pengukuran densitas, tidak dihasilkan perbedaan yang cukup
signifikan antara air dan minyak yang terpisah, baik pada percobaan kesatu, kedua
dan ketiga. Semua nilai densitasnya bernilai lebih dari satu, padahal sebagaimana
diketahui minyak memiliki densitas di bawah satu yaitu sekitar 0,7950 gr/cm3 .
KESIMPULAN
1. Fraksi umpan awal : air 0,9692 , minyak 0,03072. Fraksi minyak percobaan kesatu 0,04026
3. Fraksi minyak percobaan kedua 0,0179
4. Fraksi minyak percobaan ketiga 0,0179
5. Kinerja hydrocyclone berdasarkan bukaan kran secara berturut-turut : 4,1959% ,
5,44% , 1,8315%
6. Bukaan kran kedua menghsilkan kinerja hydrocyclone terbaik
7. Kinerja alat hydrocyclone ini masih sangat kurang
PEMBAHASAN
Nama : Bismi Dzikri Fardina
NIM : 08414003
Hydrociclone merupakan alat yang berfungsi untuk memisahkan material
berdasarkan perbedaan berat jenisnya dengan menggunakan gaya sentrifugal.
Hydrocyclone bekerja dengan cara memutar zat yang dimasukan di dalam ruang dalam
yang berkontur. Material yang lebih berat dialirkan ke bawah melalui jalur spiral di
sepanjang dinding ruangan, sementara material yang lebih ringan diarahkan ke ruang
penampungan di bagian atas.
Pada praktikum ini dilakukan proses pemisahan campuran minyak dan air
dengan menggunakan alat hydrocyclone. Tujuan dari praktikum ini adalah mengetahui
prinsip kerja dari alat hydrocyclone, mengetahui cara kerja alat hydrocyclone yang ada di
pilot plant, membandingkan densitas minyak dan air sebelum dan sesudah proses
pemisahan dan menghitung kinerja hydrocyclone.
Umpan yang merupakan campuran minyak dan air dialirkan kedalam cyclone.
Aliran umpan pada cyclone mengalir secara melingkar dan dengan adanya gaya
sentrifugal fasa yang lebih berat (air) akan mengalir ke bawah melalui jalur spiral di
sepanjang dinding ruangan. Sebagian aliran umpan ini mengalir ke atas dan mengalami
pemisahan pada knock out drum. Proses pemisahan pada knock out drum ini
berdasarkan gaya grafitasi. Fasa yang lebih berat (air) akan menuju ke bagian bawah
knock out drum yang kemudian di tampung dalam tangki air sedangkan fasa yang ringan
(minyak) barada pada bagian atas knock out drum dan akan mengalir menuju tangki
penampung minyak.
Percobaan ini dilakukan sebanyak tiga kali dengan variabel yang di variasikan
adalah bukaan valve keluran hydrocyclone. Pada setiap bukaan valve ini dilakukan
pengambilan sampel minyak dan air untuk diukur densitasnya.
Komposisi minyak dalam umpan adalah 3,0769 %. densitas umpan pada percobaan adalah
1,09123 gr/cm3 dan densitas berdasarkan teoritis adalah 0,979 gr/cm3 . sedangkan densitas air
hasil dari proses pemisahan dengan bukaan valve secara berturut-turut adalah 1,0913 ; 1,0922 ;
dan 1,09128 gr/cm3. Dan densitas minyak adalah 1,0898 ; 1,0734 ; dan 1,0885 gr/cm3. Hal
tersebut menunjukan masih adanya air dalam minyak, karena densitas minyak berdasarkan
literatur adalah 0,7950 gr/cm3. Kinerja alat hydocyclone yang diperoleh adalah 4,1959 %,
5,44%, dan 1,8315 %. Kinerja alat ini sangat kecil karena terdapat kesalahan pemisahan yang
ada pada alat, sebagian pompa pada alat tidak berfungsi dengan baik dan dalam pemisahan
minyak dan air masih tercampur / tidak terpisah.
KESIMPULAN
1. Hydrociclone merupakan alat yang berfungsi untuk memisahkan material berdasarkan
perbedaan berat jenisnya dengan menggunakan gaya sentrifugal dimana Material yang
lebih berat dialirkan ke bawah melalui jalur spiral di sepanjang dinding ruangan,
sementara material yang lebih ringan diarahkan ke ruang penampungan di bagian atas.
2. Densitas air hasil dari proses pemisahan dengan bukaan valve secara berturut-turut
adalah 1,0913 ; 1,0922 ; dan 1,09128 gr/cm3
3. Densitas minyak dari proses pemisahan dengan bukaan valve secara berturut-turut
adalah adalah 1,0898 ; 1,0734 ; dan 1,0885 gr/cm3
4. Kinerja alat hydocyclone yang diperoleh adalah 4,1959 %, 5,44%, dan 1,8315 %.