Paralel E - Kelompok D

LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

“SEDIMENTASI”
GRUP D
1. RIZKI AMIRULLAH 19031010180

2. ATIKA WAHYU WULAN R 19031010186
Tanggal Percobaan : 24 MEI 2021
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
JAWA TIMUR
SURABAYA
2021
SEDIMENTASI
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN PRAKTIKUM
OPERASI TEKNIK KIMIA I
”SEDIMENTASI”
GRUP D
1. RIZKI AMIRULLAH (19031010180)

2. ATIKA WAHYU WULAN R (19031010186)
Telah diperiksa dan disetujui oleh:
Dosen Pembimbing
Ir. Titi Susilowati, MT

NIP. 19600801 198703 2 008

i
SEDIMENTASI
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
kesuksesan dalam menyelesaikan tugas laporan praktikum Operasi Teknik Kimia I
yang berjudul “Sedimentasi”.
Laporan Resmi ini merupakan salah satu tugas mata kuliah praktikum Operasi
Teknik Kimia I yang diberikan pada semester IV. Laporan ini disusun berdasarkan
pengamatan, perhitungan dan dilengkapi dengan teori dari literatur serta petunjuk
asisten pembimbing yang dilaksanakan pada tanggal 24 Mei 2021 di Laboratorium
Operasi Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional “VETERAN” Jawa
Timur.
Laporan hasil praktikum ini tidak dapat tersusun sedemikian rupa tanpa
bantuan baik sarana, prasarana, pemikiran, kritik dan saran. Oleh karena itu, tidak
lupa penyusun ucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu Ir. Titi Susilowati, MT selaku dosen pembimbing.
2. Seluruh asisten dosen yang membantu dalam pelaksanaan praktikum.
3. Rekan-rekan mahasiswa yang membantu dalam memberikan masukan-
masukan dalam praktikum.
Pada penyusunan laporan ini, penyusun menyadari bahwa masih banyak
kekurangannya. Maka dengan rendah hati, penyusun mengharapkan kritik dan
saran dari seluruh asisten dosen yang turut membantu dalam pelaksanaan
kesempurnaan laporan ini. Penyusun mengharapkan semua laporanm praktikum
yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa Fakultas Teknik,
khususnya mahasiswa jurusan Teknik Kimia.
Surabaya, 28 Mei 2021
Penyusun

ii
SEDIMENTASI
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... i

KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. v
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
INTISARI............................................................................................................. viii
BAB I ...................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
I.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1
I.2 Tujuan ............................................................................................................ 1
I.3 Manfaat .......................................................................................................... 1
BAB II ..................................................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 3
II.1 Secara Umum ............................................................................................... 3
II.2 Sedimentasi................................................................................................... 3
II.2.1 Mekanisme Sedimentasi ........................................................................ 3
II.2.2 Jenis Proses Sedimentasi ....................................................................... 4
II.2.3 Proses Sedimentasi Gravitasi ................................................................ 7
II.2.4 Kecepatan Sedimentasi.......................................................................... 8
II.2.6 Laju Pengendapan ............................................................................... 13
II.2.8 Critical Settling Point .......................................................................... 13
II.2.9 Zona Ideal Kolam Pengendapan .......................................................... 14
II.2.10 Koagulasi dan Flukolasi .................................................................... 15
II.2.11 Clarifier.............................................................................................. 15
II.2.12 Jenis-Jenis Cralifier ........................................................................... 15
II.2.13 Aplikasi ............................................................................................. 17
II.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sedimentasi ....................................... 19

iii
SEDIMENTASI
II.4 Sifat Bahan ................................................................................................. 21

II.4.1 Aquadest .............................................................................................. 21
II.4.2 Kalsium Karbonat ................................................................................ 21
II.5 Hipotesa ...................................................................................................... 23
BAB III ................................................................................................................. 24
PELAKSANAAN PRAKTIKUM ........................................................................ 24
III.1 Bahan yang digunakan .............................................................................. 24
III.2 Alat yang digunakan ................................................................................. 24
III.3 Gambar Alat .............................................................................................. 24
III.3.1 Rangkaian Alat Sedimentasi .............................................................. 25
III.4 Prosedur Percobaan ................................................................................... 26
BAB IV ................................................................................................................. 27
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 27
IV.1 Tabel Perhitungan ..................................................................................... 27
IV.2 Grafik dan Pembahasan ............................................................................ 28
BAB V................................................................................................................... 37
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 39
V.1 Kesimpulan ................................................................................................ 39
V.2 Saran ........................................................................................................... 39
LAMPIRAN .......................................................................................................... 42

iv
SEDIMENTASI
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Tahapan Proses Pengendapan………………………………………...4

Gambar II.2 Mekanisme Sedimentasi Proses Batch……………………………….5
Gambar II.3 Meaknisme Sedimentasi Semi – Batch……………………………….6
Gambar II.4 Mekanisme Sedimentasi Kontinyu…………………………………..6
Gambar II.5 Grafik Kecepatan Sedimentasi……………………………………...10
Gambar II.6 Kurva hubungan antara t vs Z pada peristiwa sedimentasi…………10
Gambar II.8 Bagian-bagian Bak Sedimentasi…………………………………….14
Gambar II.9 Rectangular clarifier………………………………………………..16
Gambar II.10 Circular clarifier………………………………………………….16
Gambar II.11 Thickener clarifier…………………………………………………17
Gambar II.12 Industrial waste secondary clarifier……………………………….17
Gambar III.3.1 Rangkaian Alat Sedimentasi……………………………………..24
Gambar IV.3.1 Pengaruh Waktu Pengendapan (t, menit) terhadap Ketinggian
Cairan (ΔZ, cm) Pada konsentrasi 6,5%.......................................33
Gambar IV.3.4 Pengaruh Konsentrasi Endapan (C1, gr/l) terhadap Waktu
Pengendapan (t, menit) pada konsentrasi 6,5%.............................35
Pengendapan (t, menit) pada konsentrasi 7,5%............................35
Pengendapan (t, menit) pada konsentrasi 8,5%.............................36
Gambar IV.3.7 Pengaruh Konsentrasi Endapan (C1, gr/l) terhadap Kecepatan
Pengendapan (v, cm/menit) pada konsentrasi 6,5%......................37

v
SEDIMENTASI


vi
SEDIMENTASI
DAFTAR TABEL
Tabel IV.1.1 Pengamatan pengaruh ketinggian endapan (cm) terhadap selang waktu
(menit) tertentu pada CaCO3………………………………….……27
Tabel IV.2.1 Perhitungan C1 (gr/l) dan v (cm/menit) pada kalsium karbonat
(CaCO3) dengan konsentrasi 6,5%..................................................28
Tabel IV.2.4 Perhitungan A (cm2), D (cm) dan H (cm) Clarifier Pada Setiap
Konsentrasi……………………………………………….………32

vii
SEDIMENTASI
INTISARI
Sedimentasi adalah salah satu operasi pemisahan campuran padatan dan

cairan (slurry) menjadi cairan beningan dan sludge (slurry yang pekat
konsentrasinya). Proses ini menggunakan gaya gravitasi. Sedimentasi dilakukan
dengan tujuan untuk merancang desain alat clarifier, untuk mengetahui hubungan
tinggi permukaan slurry dengan waktu pengendapan dan untuk mengetahui
besarnya laju pengendapan pada suatu campuran.
Prosedur yang dilakukan pada percobaan ini adalah pertama membuat
slurry dengan campuran kalsium karbonat dan air sesuai konsentrasi yang
ditentukan, aduk hingga homogen dan masukkan dalam gelas ukur. Lakukan
pengukuran ketinggian awal larutan dan catat. Lakukan pengamatan dan catat tinggi
slurry setiap 2 menit dan tinggi akhir larutan hingga mencapai critical settling point.
Data yang diperoleh dari percobaan sedimentasi menggunakan tiga
konsnetrasi kalsium karbonat sebesar 6,5%; 7,5% dan 8,5% adalah tinggi awal (Z0),
tinggi endapan (Z1), dan tinggi cairan (ΔZ). Diperoleh nilai feed yang masuk
sebesar 0,065 gr/cm3 dibutuhkan clarifier dengan luas penampang 14004,8936 cm2,
diameter 133,5688 cm dan ketinggian 139,6260 cm. Pada feed yang masuk sebesar
0,075 gr/cm3 dibutuhkan clarifier dengan luas penampang 9914,2641 cm2, diameter
112,3817 cm dan ketinggian 135,1274 cm. Pada feed yang masuk sebesar 0,085
gr/cm3 dibutuhkan clarifier dengan luas penampang 8740,3071 cm2, diameter
105,5185 cm dan ketinggian 121,6166 cm.
Desain clarifier berbentuk silinder dengan underflow yang dikeluarkan
sebesar 0,613 gr/cm3 dan debit yang diperoleh sebesar 50000 cm3/menit. Semakin
lama waktu pengendapan maka tinggi permukan slurry akan semakin berkurang.
Kecepatan pengendapan kalsium karbonat dalam cairan dengan konsentrasi
berbeda yaitu 6,5%; 7,5% dan 8,5% secara berturut – turut sebesar 3,57018
cm/menit; 5,04324 cm/menit dan 5,72062 cm/menit.

viii
SEDIMENTASI
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang

Sedimentasi adalah proses pemisahan larutan suspensi (campuran padat air)
menjadi jernih (cairan bening) dan suspensi yang lebih padat (sludge). Sedimentasi
merupakan salah satu cara yang paling ekonomis untuk memisahkan padatan dari
suspensi bubur atau slurry. Larutan suspensi terdiri dari campuran fase cair dan fase
padat yang bersifat settleable (dapat diendapkan karena perbedaan densitas antar
fasenya). Proses sedimentasi dapat dilakukan secara batch dan continue. Proses
batch digunakan untuk skala laboratorium sedangkan continue digunakan dalam
proses komersial dengan mempertimbangkan kecepatan pengendapan dan partikel-
partikelnya.
Ketika suatu partikel padatan berada pada jarak yang cukup jauh dari
dinding atau partikel padatan lainnya, kecepatan jatuhnya tidak dipengaruhi oleh
gesekan dinding maupun dengan partikel lainnya, peristiwa ini disebut free settling.
Ketika partikel padatan berada pada keadaan saling berdesakan maka partikel akan
mengendap pada kecepatan rendah, peristiwa ini disebut hindered settling. Pada
hindered settling, kecepatan endapan yang turun ke bawah akan semakin lama.
I.2 Tujuan
1. Untuk merancang desain alat clarifier dari data batch sedimentasi
2. Untuk mengetahui hubungan antara tinggi permukaan slurry atau suspense
dengan waktu pengendapan
3. Untuk mengetahui kecepatan pengendapan kalsium karbonat dalam cairan
I.3 Manfaat
1. Agar praktikan dapat memahami mekanisme proses sedimentasi hingga
diperoleh cairan jernih

1
SEDIMENTASI
2. Agar praktikan dapat mengetahui faktor – faktor yang mempengaruhi proses

sedimentasi
3. Agar praktikan dapat mengaplikasikan konsep sedimentasi dalam dunia
industri

2
SEDIMENTASI
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Secara Umum

Sedimentasi adalah salah satu operasi pemisahan campuran padatan dan
cairan (slurry) menjadi cairan beningan dan sludge (slurry yang pekat
konsentrasinya). Sedimentasi merupakan metode pemisahan antara padatan dengan
cairan menggunakan gaya gravitasi. Proses sedimentasi berperan penting dalam
berbagai proses industri, misalnya pada proses pemurnian air limbah, pengolahan
air sungai, pengendapan partikel padatan pada bahan makanan cair, pengendapan
kristal dari larutan induk, pengendapan partikel terendap pada industri minuman
beralkohol, pengendapan bubur kertas atau pulp pada industri kertas, umumnya
sedimentasi untuk skala laboratorium dilakukan secara batch (Setiyadi, 2018).
II.2 Sedimentasi
II.2.1 Mekanisme Sedimentasi
Mekanisme dari sedimentasi dideskripsikan dengan observasi pada tes batch
settling yaitu ketika partikel-partikel padatan dalam suatu slurry mengalami proses
pengendapan dalam silinder kaca. Gambar 1(a) menunjukkan suspensi dalam
silinder dengan konsentrasi padatan yang seragam. Seiring dengan berjalannya
waktu, partikel-partikel padatan mulai mengendap dimana laju pengendapan
partikel tersebut diasumsikan sebagai terminal velocity pada kondisi hindered-
settling. Pada Gambar 1(b) terdapat beberapa zona konsentrasi. Daerah D
didominasi endapan partikel-partikel padatan yang lebih berat dan lebih cepat
mengendap. Pada zona C terdapat partikel dengan ukuran yang berbeda-beda dan
konsentrasi yang tidak seragam.

3
SEDIMENTASI
Gambar II.1 Tahapan Proses Pengendapan

Daerah B adalah daerah dengan konsentrasi yang seragam dan hampir sama
dengan keadaan mula-mula. Di atas daerah B adalah daerah A yang berupa liquid
jernih. Jika sedimentasi dilanjutkan, tinggi dari tiap daerah bervariasi seperti pada
Gambar II.1(c) dan Gambar II.1(d). Daerah A dan D semakin luas, sebanding
dengan berkurangnya daerah B dan C. Pada akhirnya, daerah B dan C akan hilang
dan seluruh padatan akan terdapat pada daerah D sehingga hanya tersisa daerah A
dan D. Keadaan seperti ini disebut dengan Critical Settling Point (ditunjukkan pada
Gambar II.1(e)), yaitu keadaan dimana terbentuk bidang batas tunggal antara liquid
jernih dan endapan.
II.2.2 Jenis Proses Sedimentasi

1. Proses Batch
Proses batch lebih banyak digunakan oleh kalangan industri. Namun,
untuk waktu sedimentasi yang digunakan lebih berdasarkan pada pengalaman
dan tidak berdasarkan pada teori yang ada. Proses sedimentasi batch
merupakan proses yang mudah dilakukan. Mekanisme sedimentasi secara
batch disajikan pada gambar II.2

4
SEDIMENTASI
Gambar II.2 Mekanisme Sedimentasi Proses Batch

Gambar II.2 menunjukkan slurry awal yang memiliki konsentrasi seragam
dengan partikel padatan yang seragam di dalam tabung (zona B). Partikel mulai
mengendap dan diasumsikan mencapai kecepatan maksimum dengan cepat.
Zona D yang terbentuk terdiri dari partikel lebih berat sehingga lebih cepat
mengendap. Pada zona transisi, fluida mengalir ke atas karena tekanan dari
zona D. Zona C adalah daerah dengan distribusi ukuran yang berbeda-beda dan
konsentrasi tidak seragam. Zona B adalah daerah konsentrasi seragam, dengan
konsentrasi dan distribusi sama dengan keadaan awal. Di atas zona B, adalah
zona A yang merupakan cairan bening. Selama sedimentasi berlangsung, tinggi
masing-masing zona berubah. Zona A dan D bertambah, sedang zona B
berkurang. Akhirnya zona B, C dan transisi hilang, semua padatan berada di
zona D. Saat ini disebut critical settling point, yaitu saat terbentuknya batas
tunggal antara cairan bening dan endapan
2. Proses Semi-Batch
Pada sedimentasi semi-batch, hanya terdapat cairan keluar atau masuk
saja. Jadi, kemungkinan hanya ada slurry yang masuk atau beningan yang
keluar. Proses sedimentasi semi – batch disajikan pada gambar II.3

5
SEDIMENTASI
Gambar II.3 Meaknisme Sedimentasi Semi – Batch

Keterangan :
A = Cairan bening
B = Zona konsentrasi seragam
C = Zona ukuran butir tidak seragam
D = Zona partikel padat terendapkan
3. Proses Kontinyu
Pada proses kontinyu, terdapat slurry yang masuk dan cairan bening yang
keluar pada saat yang bersamaan. Saat kondisi steady state, maka ketinggian
cairan akan selalu tetap. Proses sedimentasi kontinyu disajikan pada gambar
II.4
Gambar II.4 Mekanisme Sedimentasi Kontinyu

Keterangan :
A = Cairan bening
B = Zona konsentrasi seragam
C = Zona ukuran butir tidak seragam

6
SEDIMENTASI
D = Zona partikel padat terendapkan

(Setiyadi, 2018).
II.2.3 Proses Sedimentasi Gravitasi

Banyak metode pemisahan mekanik yang didasarkan pada sedimentasi
partikel padat atau tetesan zat cair melalui fluida yang didorong oleh gaya gravitasi,
atau gaya sentrifugal. Hal ini berhubungan dengan pengendapan gravitasi dan
selanjutnya dengan sedimentasi sentrifugal itu mungkin atau zat cair dan mungkin
berada pada keadaan mengalir atau keadaan diam. Dalam beberapa situasi tujuan
dari proses ini adalah untuk mengalirkan pengotor yang terdapat dalam fluida untuk
memulihkan partikel sebagaimana dalam pembersihan udara atau gas buang atau
terhadap debu dan uap racun atau untuk membuang zat padat dan air limabah.
Dalam hal ini partikel itu sengaja ditangguhkan dalam cairan untuk dapat
dipisahkan menjadi fraksi yang berbeda dalam ukuran atau densitas dalam cairan
itu kadang digunakan kembali dalam partikel yang difraksinasi.
Apabila suatu partikel mulai diam karena cairan dimana dia direndam dan
kemudian dipindahkan melalui fluida oleh gaya eksternal, hal ini dapat dibagi
menjadi 2 tahap: Tahap pertama adalah periode perpindahan tingkat dimana
perpindahan meningkat dari nol sampai kecepatan terminalnya. Karena periode
perceptan awal pendek. Kecepatan terminal dissi lain dapat dipertahankan selama
partikel berada dibawah perawatan pada peralatan. Beberapa pemisahan seperti
drying dan tabling tergantung pada perbedaaan sifat partikel selama periode
percepatan yang paling umum digunakan adalah metode yang hanya menggunakan
priode kecepatan terminal saja.
Partikel yang lebih berat dari fluida tempat partikel itu tersuspensi dapat
dikeluarkan didalam kotak pengendap atau tangki pengendap atau settling tank
yang besar, dimana kecepatan fluida itu kecil dan partikel mempunyai waktu yang
cukup untuk mengendap keluar. Peralatan sederhana itu terbatas kegunaannya

7
SEDIMENTASI
karena pemisahannya tidak lengkap disamping memerluknan tenaga kerja untuk

mengeluarkan padatan (Mc.Cabe, 2005).
II.2.4 Kecepatan Sedimentasi

Kecepatan sedimentasi didefinisikan sebagai laju pengurangan atau
penurunan ketinggian daerah batas antara slurry (endapan) dan supernatant (liquid
jernih) pada suhu seragam untuk mencegah pergeseran fluida karena konveksi.
Pada proses sedimentasi, ada berbagai macam cara yang dapat digunakan untuk
mendapatkan kecepatan pengendapan, antara lain :
1. Persamaan Stokes-Newton Law
Jika sebuah partikel turun di dalam fluida karena gaya gravitasi, maka
kecepatan pengendapan akan tercapai apabila jumlah dari gaya friksi (drag
force) dan gaya apung (buoyancy) sebanding dengan gaya gravitasi benda.
Pada sebuah partikel yang mulai tenggelam, kecepatan turunnya partikel
dinyatakan dalam persamaan 1
g𝐷𝑠2 (𝜌𝑠 −𝜌)
vs = …………………………………………………………(1)
18𝜇
Keterangan :
Vs = Kecepatan pengendapan (mm/menit)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Ds = Diameter partikel
ρ s = densitas partikel (g/cm3)
ρ = densitas cairan (g/liter)
μ = viskositas cairan (Ns/m2)
2. Persamaan Farag
Farag merumuskan suatu persamaan yang merupakan penyempurnaan dari
persamaan Stokes-Newton Law. Persamaan Farag disajikan pada persamaan
2
2 (𝜌 −𝜌 )𝜀 2
g𝑑𝑝 𝑠 𝑓 𝑓
v= ………………………………………………………(2)
18μf 𝑏

8
SEDIMENTASI
dimana b adalah konstanta yang diperoleh dari persamaan 3

b = 101,82(1-εf) ………………………………………………………….(3)
Keterangan :
V = Kecepatan pengendapan (mm/menit)
g = Percepatan gravitasi (m/s2)
Dp = Diameter partikel
ρs = Densitas partikel (g/cm3)
ρf = Densitas cairan (g/cm3)
μf = Viskositas cairan (Ns/m2)
εf = Fraksi volume cairan
3. Persamaan Fergusson-Church
Proses sedimentasi suatu partikel dipengaruhi oleh beberapa faktor antara
lain diameter partikel, gravitasi, densitas, serta viskositas. Fergusson dan
Church merumuskan persamaan kecepatan sedimentasi yang diturunkan dari
Stokes Law dan Laminer Drag Law. Persamaan kecepatan pengendapan
disajikan pada persamaan 4
ρs gD2
vs = ……………………………………………………(4)
18μ+√0,3ρs ρgD3
Keterangan :
Vs = Kecepatan pengendapan (mm/menit)
g = Percepatan gravitasi (m/s2)
D = Diameter partikel
ρs = Densitas partikel (g/cm3)
ρ = Densitas air (g/cm3)
μ = Viskositas air (Ns/m2)
4. Metode Grafik
Pada proses sedimentasi, salah satu faktor yang dapat mempengaruhi
kecepatan sedimentasi adalah specific grafity dan diameter partikel.
Kecepatan pengendapan sebagai fungsi specific gravity dan diameter partikel
dapat digambarkan dalam sebuah grafik. Grafik kecepatan sedimentasi

9
SEDIMENTASI
ditunjukkan pada Gambar II.5 dimana d adalah diameter partikel (cm), Vs

adalah kecepatan pengendapan dan S specific grafity. Bila ukuran partikel dan
specific gravity dari suatu partikel diketahui maka grafik pada gambar II.5
dapat dipakai untuk menentukan kecepatan sedimentasi
Gambar II.5 Grafik Kecepatan Sedimentasi

5. Pendekatan dengan Metode Garis Singgung
Pada suatu proses sedimentasi, hubungan antara waktu pengendapan (t)
dengan tinggi endapan (Z) membentuk suatu grafik yang disajikan pada
gambar II.6
Gambar II.6 Kurva hubungan antara t vs Z

pada peristiwa sedimentasi
Data-data pada proses sedimentasi dapat diubah kedalam bentuk
persamaan matematika. Penentuan bentuk persamaan pada umumnya
dilakukan dengan cara linierisasi hubungan kurva. Cara linierisasi hubungan
kurva banyak digunakan untuk menentukan persamaan empiris. Persamaan

10
SEDIMENTASI
kecepatan sedimentasi disajikan pada persamaan 5. Persamaan ini merupakan

pengembangan dari Stokes-Newton Law dengan menambahkan variabel
konsentrasi di dalam persamaan
v = a (bt ln b) ……………………………………………………………(5)
Keterangan :
V = Kecepatan pengendapan (mm/menit)
a,b = Parameter yang diperoleh dari data percobaan
t = Turunan partikel
(Setiyadi, 2018).
II.2.5 Tipe-Tipe Pengendapan

Ada empat kelas atau jenis pengendapan partikel secara umum yang
didasarkan pada konsentrasi dari partikel yang saling berhubungan. Kriteria ini
secara langsung mempengaruhi konstruksi dan desain sedimentasi
1. Discrete settling
Pengendapan yang memerlukan konsentrasi suspended solid yang paling
rendah, sehingga analisisnya menjadi yang paling sederhana. Di dalam
discrete settling, partikel secara individu mengendap dengan bebas dan
tidak mengganggu atau tidak mencampuri pengendapan dari partikel
lainnya. Kecepatan pengendapan dari partikel – partikel discrete adalah
dipengaruhi oleh gravitasi dan gaya geser. Contoh aplikasi dari discrete
settling adalah grit chamber dan gravity settling tank. Anggapan yang
diambil untuk menggambarkan gerak butir padatan dalam fluida diam :
a. Padatan berpori
b. Fluida incompressible
c. Gravitasi bumi seragam
d. Pengaruh butiran lain diabaikan

11
SEDIMENTASI
2. Flocculant settling
Pada flocculant settling inilah konsentrasi partikel cukup tinggi terjadi pada
penggumpalan (agglomeration). Peningkatan rata-rata massa partikel ini
menyebabkan partikel karam lebih cepat. Flocculant settling banyak
digunakan pada primary clarifier. Kecepatan pengadukan dari partikel-
partikel meningkat, dengan setelah adanya penggabungan diantaranya. Tipe
ini digunakan dalam proses flokulasi dan koagulasi.
3. Hindered settling
Di dalam hindered settling atau zone settling, konsentrasi partikel relaitf
tinggi (cukup) sehingga pengaruh antar partikel tidak dapat diabaikan,
kemudian partikel bercampur dengan partikel lainnya dan kemudian
mereka karam bersama-sama. hindred settling sebagian besar digunakan di
dalam secondary clarifiers. Kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh sifat
fluida, sifat fisis padatan, dan konsentrasi. Bila jenis slurry tertentu dengan
nilai µ, ρs, ρf, g, D dan γ tetap maka kecepatan sedimentasi hanya
merupakan fungsi dari konsentrasi. Contoh dari aplikasi ini adalah
thickener.
4. Compression settling
Pengendapan berada pada konsentrasi yang paling tinggi pada suspended
solid dan terjadi pada jangkauan yang paling rendah dari clarifiers.
Pengendapan partikel dengan cara memampatkan (compressing) massa
partikel dari bawah. Tekanan (compression) terjadi tidak hanya di dalam
zona yang paling rendah dari secondary clarifiers tetapi juga di dalam
tangki sludge thickening. Secara aktual sedimentasi terdiri dari rectangular
dan circular. Bak single-rectangular akan lebih ekonomis dibandingkan
dengan bak circular pada ukuran yang sama. Bagaimanapun, jika banyak
tangki diperlukan, unit rectangular dapat dibangun dengan dinding pada
umumnya dan menjadi yang paling hemat.
(Darni, 2016)

12
SEDIMENTASI
II.2.6 Laju Pengendapan

Suatu partikel yang mengendap dalam air karena adanya gaya gravitasi akan
mengalami percepatan sampai gaya dari tahanan dapat mengimbangi gaya
gravitasi. Setelah terjadi kesetimbangan partikel akan terus mengendap pada
kecepatan kostan yang dikenal sebagai kecepatan akhir atau kecepatan
pengendapan bebas. Laju pengendapan partikel padat dalam zat cair dapat dibagi
beberapa faktor antara lain :
a. Berat jenis partikel
b. Bentuk dan ukuran partikel
c. Viskositas air
d. Aliran dalam bak
Laju pengendapan lumpur berbeda-beda satu sama lainnya, demikian pula
tinggi relatif berbagai zona pengendapannya. Untuk menentukan karakteristik
pengendapannya secara teliti, setiap lumpur itu harus diperiksa dengan melakukan
eksperimen terhadap masing-masingnya (Rumbino, 2020).
II.2.7 Slurry
Slurry adalah campuran dari cairan dengan beberapa partikel padat.
Karakteristik fisik dari slurry tergantung pada tipe, ukuran, bentuk dan kuantitas
dari partikel, distribusi partikel padat dalam cairan, konsentrasi partikel padat di
cairan, ukuran saluran, tingkat turbulensi, suhu dan viskositas mutlak dari carrie
(Patel, 2020).
II.2.8 Critical Settling Point

Gambar II.1 menunjukkan slurry awal yang memiliki konsentrasi seragam
dengan partikel padatan yang seragam di dalam tabung (zona B). Partikel mulai
mengendap dan diasumsikan mencapai kecepatan maksimum dengan cepat. Zona
D yang terbentuk terdiri dari partikel lebih berat sehingga lebih cepat mengendap.
Pada zona transisi, fluida mengalir ke atas karena tekanan dari zona D. Zona C

13
SEDIMENTASI
adalah daerah dengan distribusi ukuran yang berbeda-beda dan konsentrasi tidak
seragam. Zona B adalah daerah konsentrasi seragam, dengan konsentrasi dan
distribusi sama dengan keadaan awal. Di atas zona B, adalah zona A yang
merupakan cairan bening. Selama sedimentasi berlangsung, tinggi masing-masing
zona berubah. Zona A dan D bertambah, sedang zona B berkurang. Akhirnya zona
B, C dan transisi hilang, semua padatan berada di zona D. Saat ini disebut critical
settling point, yaitu saat terbentuknya batas tunggal antara cairan bening dan
endapan (Setiyadi, 2018).
II.2.9 Zona Ideal Kolam Pengendapan

Agar proses pengendapan partikel dalam suatu kolam pengendapan maka
harus ada zona-zona yang emungkinkan pergerakan aliran dan memungkinkan
terjadinya proses pemisahn partikel dari larutannya.
Gambar II.8 Bagian-bagian Bak Sedimentasi

a. Zona inlet, dimana air didistribusikan sepanjang bagian yang menyilang
b. Zona pengendapan, partikel tersuspensi diendapkan dan air berada dalam
keadaan diam
c. Zona lumpur, dimana partikel yang mengendap dikumpulkan
d. Zona outlet, adalah bagian untuk menyalurkan air yang sudah tidak
mengandung partikel yang dapat diendapkan keluar dari tangki aliran pada
tangki sedimentasi dapat horizontal maupun vertikal (Rumbino, 2020).

14
SEDIMENTASI
II.2.10 Koagulasi dan Flukolasi

Koagulasi adalah dicampurkannya koagulan dengan pengadukan secara
cepat guna mendistabilisasi koloid dan solid tersuspensi yang halus, dan masa inti
partikel, kemudian membentuk jonjot mikro (mikro flok). Flokulasi adalah
pengadukan perlahan terhadap larutan jonjot mikro (mikro flok) yang menghasilkan
jonjot besar dan kemudian mengendap secara cepat (Rahimah, 2016).
II.2.11 Clarifier
Clarifier merupakan teknologi yang berfungsi untuk memisahkan padatan
yang tercampur dalam cairan, konsep pemisahan padatan berdasarkan sedimentasi
(pengendapan) (Tim Dosen OTK I, 2020). Banyak Clarifier utama sengaja
dirancang dan/atau dioperasikan untuk menghasilkan lumpur (sludge) primer yang
menebal, suatu fakta lebih lanjut diteladankan dengan praktek pemompaan limbah
diaktifkan lumpur untuk Clarifier utama untuk penggumpalan dengan lumpur
primer.Mungkin untuk alasan ini bahwa profesi bingung tentang proses objectif dari
klarifikasi utama karena mereka dikenal sebagai sedimen primer Tangki pengaturan
atau tangki penguraian utama (Wilson, 2005).
II.2.12 Jenis-Jenis Cralifier

1. Rectangular clarifier
Rectangular clarifier adalah struktur beton panjang, yang terdiri dari
baskom individu (unit) dengan dinding bagian yang sama. Setiap bak tangki
dilengkapi dengan mekanisme slurry yang menyapu dan menghilangkan
padatan terakumulasi di bagian bawah tangki rasio panjang-lebar dari
masing-masing bak tangki 3:1 hingga 15:1. Panjang klarifikasi minimum
dari inlet outlet biasanya 3 meter (10 ft). Kedalaman tangki biasanya antara
2 hingga 6 meter (6,6 hingga 20 ft) lebar ini tangki persegi panjang biasanya
dipilih berdasarkan ukuran standar yang tersedia dari mekanisme
penggumpalan sehari dan bervariasi antara 2 hingga 6 meter.

15
SEDIMENTASI
Gambar II.9 Rectangular clarifier

2. Circular clarifier
Unit sirkular tersedia dalam tiga tipe dasar yang sama dengan pengental
kompartemen tunggal jembatan ke kolom tengah sebagai traksi periper.
Karena pertimbangan ekonomi, jelas yang didukung jembatan umumnya
terbatas pada tangki dengan diameter kurang dari 40 m
Gambar II.10 Circular clarifier

3. Thickener clarifier
Thickener clarifier merupakan clarifier yang berfungsi sebgai pengental,
untuk mencapai densifikasi dalam endapan lumpur. Biasanya pergerakan
pada jenis ini harus lebih tinggi kemampuan torsinya dari pada alat clarifier
yang standart

16
SEDIMENTASI
Gambar II.11 Thickener clarifier

4. Industrial Waste Secondary Clarifier
Banyak pabrik resmi membuang limbah organik ke saluran pembuangan
denga fasilitas yang dimilikinya untuk penanganan hal terssebut. Seperti
kasus ini dugunakannya alat clarifier sekunder untuk menghasikan efluen
dan menyebakan biomassa untuk didaur ulang
Gambar II.12 Industrial waste secondary clarifier

(Perry, 2007)
II.2.13 Aplikasi
Proses sedimentasi dalam industri kimia banyak digunakan, misalnya pada
proses pembuatan kertas dimana slurry berupa bubur selulose yang akan dipisahkan
menjadi pulp dan air, proses penjernihan air (water treatment), dan proses

17
SEDIMENTASI
pemisahan buangan nira yang diolah menjadi gula (Tim Dosen OTK I, 2020).
Selain contoh aplikasi yang sudah disebutkan sebelumnya, sedimentasi untuk
industri secara spesifik juga digunakan, antara lain :
1. Pada unit pemisahan, misalnya untuk mengambil senyawa magnesium dari air
laut
2. Untuk memisahkan bahan buangan dari bahan yang akan diolah, misalnya pada
pabrik gula
3. Pengolahan air sungai menjadi boiler feed water
4. Proses pemisahan padatan berdasarkan ukurannya dalam clarifier dengan
prinsip perbedaan terminal velocity
Pada proses pengeboran minyak bumi umumnya menghasilkan limbah berupa
lumpur, limbah lumpur ini ditangani dengan cara sedimentasi. Setelah diendapkan,
endapan dipisahkan dari air, dimana air dibuang ke sumber air terdekat seperti
sungai atau laut, sedangkan padatan lumpur dikembalikan ketempat pengeboran
(Setiyadi, 2018).

18
SEDIMENTASI
II.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sedimentasi

Faktor-faktor yang mempengaruhi sedimentasi adalah sebagai berikut :
1. Densitas Partikel Padat
Semakin besar densitas patikel maka akan semakin mudah mengendap.
Namun bila densitasnya kecil atau bahkan hampir sama dengan pelarut
maka, kecepatan mengendapnya kecil.
2. Kekentalan Fluida
Semakin kental fluida maka semakin cepat mengalami sedimentasi. Karena
bila semakin mendekati titik jenuh maka campuran akan mengendap
3. Jenis Partikel
Jenis partikel berhubungan dengan densitas partikel yang berpengaruh
terhadap gaya apung dan gaya gravitasi yang dapat mempengaruhi
kecepatan pengendapan suatu partikel dalam suatu fluida yang statis.
Densitas partikel yang semakin besar akan menyebabkan gaya apung
semakin kecil sedangkan gaya gravitasi semakin besar.
(Geankoplis, 1993).
4. Konsentrasi
Semakin besarnya konsentrasi, gaya gesek yang dialami partikel karena
partikel lain semakin besar sehingga drag forcenya pun semakin besar.
Peristiwa ini disebabkan karena dengan semakin besarnya konsentrasi
berarti semakin banyak jumlah partikel dalam suatu suspensi yang
menyebabkan bertambahnya gaya gesek antara suatu partikel dengan
partikel yang lain.
5. Ukuran partikel
Ukuran partikel berpengaruh langsung terhadap diameter partikel. Jika
ukuran partikel semakin besar maka semakin besar pula permukaan dan
volumenya. Luas permukaan partikel berbanding lurus dengan gaya drag
dan volume partikelnya berbanding lurus dengan gaya apungnya. Peristiwa

19
SEDIMENTASI
ini disebabkan gaya ke atas (gaya drag dan gaya apung) semakin besar
sehingga gaya total untuk mengendapkan partikel semakin kecil sehingga
kecepatan pengendapan semakin menurun.
(Suryani, 2020)

20
SEDIMENTASI
II.4 Sifat Bahan

II.4.1 Aquadest
A. Sifat Fisika
1. Fase : Cair
2. Warna : Tidak berwarna
3. Bau : Tidak berbau
4. Densitas : 1 gr/cm³
5. Titik didih : 100℃
B. Sifat Kimia
1. Rumus molekul : H2O
2. Berat molekul : 18,02 gr/mol
3. Korosifitas : Tidak korosif
4. Flammabilitas : Tidak mudah terbakar
5. Kelarutan : Larut dalam air, alkohol maupun eter
(Perry, 2008 “Water”)
C. Fungsi
Sebagai bahan pembuatan slurry pada percobaan sedimentasi
II.4.2 Kalsium Karbonat

A. Sifat Fisika
1. Fase : Padat
2. Warna : Putih
3. Bau : Tidak berbau
4. Densitas : 2,71 gr/cm3
B. Sifat Kimia
1. Rumus molekul : CaCO3
2. Berat molekul : 100,0869 gr/mol
3. Toksisitas : Beracun
4. Kelarutan : Larut dalam air (pada suhu 25ºC)

21
SEDIMENTASI
(Perry, 2008 “Calcium Carbonate”)

C. Fungsi
Sebagai bahan pembuatan slurry pada percobaan sedimentasi

22
SEDIMENTASI
II.5 Hipotesa
Pada praktikum sedimentasi, semakin besar konsentrasi solute (tak terlarut)
maka kecepatan pengendapan semakin lambat karena adanya gaya gesek antar
partikel semakin besar. Selain itu semakin lama waktu yang diberikan maka
semakin tinggi permukaan slurry.

23
SEDIMENTASI
BAB III
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
III.1 Bahan yang digunakan

1. Aquadest
2. Kalsium karbonat
III.2 Alat yang digunakan

1. Gelas ukur
2. Beaker glass
3. Batang pengaduk
4. Kaca arloji
5. Neraca analitik
6. Penggaris
7. Stopwatch
III.3 Gambar Alat
Neraca analitik Beaker glass Gelas ukur Kaca arloji
Stopwatch Penggaris Batang pengaduk

24
SEDIMENTASI
III.3.1 Rangkaian Alat Sedimentasi
Gambar III.3.1 Rangkaian Alat Sedimentasi

25
SEDIMENTASI
III.4 Prosedur Percobaan
Membuat larutan dengan melarutkan padatan kalsium

karbonat dalam air dengan berat yang berbeda-beda dan
aduk hingga homogen kemudian masukkan kedalam
gelas ukur
Mengukur ketinggian awal larutan kalsium karbonat

(Z0) dan catat
Lakukan pengamatan dan catat tinggi padatan (slurry)

setiap 2 menit
Catat ketinggian endapan atau slurry pada keadaan

critical settling point ( Z2)
Desain clarifier dengan tipe silinder berdasarkan data

batch hasil percobaan dengan asumsi laju volumetric (Q)

26
SEDIMENTASI
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Tabel Pengamatan

Pada pengamatan yang dilakukan dalam percobaan sedimentasi didapatkan
hasil nilai tinggi awal endapan (Z0, cm) dan tinggi endapan (Z1, cm) pada kalsium
karbonat (CaCO3) dengan konsentrasi 6,5%; 7,5% dan 8,5%
Tabel IV.1.1 Pengamatan pengaruh ketinggian endapan (cm) terhadap selang waktu
(menit) tertentu pada CaCO3
6,5 % 7,5 % 8,5 %
t
Z0 (cm) Z1 ∆Z Z1 ∆Z Z1 ∆Z
(menit)
(cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm)
0 150 0 150 0 150 0 150
2 150 30 120 28,8 121,2 27,5 122,5
4 150 60 90 58,8 91,2 57,5 92,5
6 150 83 67 81,8 68,2 80,5 69,5
8 150 100 50 98,8 51,2 97,5 52,5
10 150 110 40 108,8 41,2 107,5 42,5
12 150 117 33 115,8 34,2 114,5 35,5
14 150 121 29 119,8 30,2 118,5 31,5
16 150 124 26 122,8 27,2 121,5 28,5
18 150 127 23 125,8 24,2 124,5 25,5
20 150 129 21 127,8 22,2 126,5 23,5
22 150 131 19 129,8 20,2 128,5 21,5
24 150 132 18 130,8 19,2 129,5 20,5
26 150 133 17 131,8 18,2 130,5 19,5
28 150 133,5 16,5 132,3 17,7 131 19
30 150 133,7 16,3 132,5 17,5 131,2 18,8
32 150 133,8 16,2 132,6 17,4 131,3 18,7
34 150 133,9 16,1 132,7 17,3 131,4 18,6
36 150 134 16 132,8 17,2 131,5 18,5
38 150 134,1 15,9 132,9 17,1 131,6 18,4
40 150 134,2 15,8 133 17 131,7 18,3
42 150 134,3 15,7 133,1 16,9 131,8 18,2
44 150 134,4 15,6 133,2 16,8 131,9 18,1
46 150 134,4 15,6 133,2 16,8 131,9 18,1
48 150 134,4 15,6 133,2 16,8 131,9 18,1
50 150 134,4 15,6 133,2 16,8 131,9 18,1

27
SEDIMENTASI
IV.2 Tabel Perhitungan

Pada perhitungan yang telah dilakukan dalam percobaan sedimentasi
didapatkan nilai konsentrasi endapan (C1, gr/l), kecepatan pengendapan (v,
cm/menit), luas penampang clarifier (A, cm²), diameter clarifier (D, cm) dan
ketinggian clarifier (H, cm) pada CaCO₃ dengan konsentrasi 6,5%; 7,5% dan 8,5%
(CaCO3) dengan konsentrasi 6,5%
CaCO3 6,5% 1 liter
Tinggi Tinggi
waktu Tinggi awal V
Endapan Cairan C1 (gr/l)
(t,menit) (Z0, cm) (cm/menit)
(Z1, cm) (Δz, cm)
0 150 0 150 0.06500 0
2 150 30 120 0.08125 15
4 150 60 90 0.10833 15
6 150 83 67 0.14552 13.83333
8 150 100 50 0.19500 12.5
10 150 110 40 0.24375 11
12 150 117 33 0.29545 9.75
14 150 121 29 0.33621 8.64286
16 150 124 26 0.37500 7.75
18 150 127 23 0.42391 7.05556
20 150 129 21 0.46429 6.45
22 150 131 19 0.51316 5.95455
24 150 132 18 0.54167 5.5
26 150 133 17 0.57353 5.11538
28 150 133.5 16.5 0.59091 4.76786
30 150 133.7 16.3 0.59816 4.45667
32 150 133.8 16.2 0.60185 4.18125
34 150 133.9 16.1 0.60559 3.93824
36 150 134 16 0.60938 3.72222
38 150 134.1 15.9 0.61321 3.52895
40 150 134.2 15.8 0.61709 3.355
42 150 134.3 15.7 0.62102 3.19762
44 150 134.4 15.6 0.62500 3.05455
46 150 134.4 15.6 0.62500 2.92174
48 150 134.4 15.6 0.62500 2.8

28
SEDIMENTASI
50 150 134.4 15.6 0.62500 2.688

Berdasarkan tabel IV.2.1 Perhitungan C1 (gr/l) dan v (cm/menit) pada
kalsium karbonat (CaCO3) dengan konsentrasi 6,5% 1 liter didapatkan data waktu
(t), tinggi awal (Z0), tinggi endapan (Z1), tinggi cairan (ΔZ), konsentrasi endapan
(C1) dan kecepatan pengendapan (v). Adapun hasil yang didapat pada perhitungan
konsentrasi endapan dan kecepatan pengendapan sudah sesuai dengan teori yang
ada. Menurut (Suryani, 2020) yaitu semakin besarnya konsentrasi, gaya gesek yang
dialami partikel lain semakin besar sehingga drag forcenya pun semakin besar.
Peristiwa ini disebabkan gaya ke atas (gaya drag dan gaya apung) semakin besar

(CaCO3) dengan konsentrasi 7,5%
CaCO3 7,5% 1 liter
Tinggi Tinggi
Waktu Tinggi awal v
(t,menit) (Zo,cm) (cm/menit)
(Z1, cm) (Δz, cm)
0 150 0 150 0.075 0
2 150 28.8 121.2 0.09282 14.4
4 150 58.8 91.2 0.12336 14.7
6 150 81.8 68.2 0.16496 13.63333
8 150 98.8 51.2 0.21973 12.35
10 150 108.8 41.2 0.27306 10.88
12 150 115.8 34.2 0.32895 9.65
14 150 119.8 30.2 0.37252 8.55714
16 150 122.8 27.2 0.41360 7.675
18 150 125.8 24.2 0.46488 6.98889
20 150 127.8 22.2 0.50676 6.39
22 150 129.8 20.2 0.55693 5.9
24 150 130.8 19.2 0.58594 5.45
26 150 131.8 18.2 0.61813 5.06923
28 150 132.3 17.7 0.63559 4.725
30 150 132.5 17.5 0.64286 4.41667

29
SEDIMENTASI
32 150 132.6 17.4 0.64655 4.14375

34 150 132.7 17.3 0.65029 3.90294
36 150 132.8 17.2 0.65407 3.68889
38 150 132.9 17.1 0.65789 3.49737
40 150 133 17 0.66176 3.325
42 150 133.1 16.9 0.66568 3.16905
44 150 133.2 16.8 0.66964 3.02727
46 150 133.2 16.8 0.66964 2.89565
48 150 133.2 16.8 0.66964 2.775
50 150 133.2 16.8 0.66964 2.664
konsentrasi endapan (Cl) dan kecepatan pengendapan (v) sudah sesuai dengan teori
yang ada. Menurut (Suryani, 2020) yaitu semakin besarnya konsentrasi, gaya gesek
yang dialami partikel lain semakin besar sehingga drag forcenya pun semakin besar.
Tabel IV.2.3 Perhitungan C1 (gr/l) dan v (cm/menit) Pada Kalsium Karbonat

(CaCO3) dengan Konsentrasi 8,5%
CaCO3 8,5% 1 liter
Tinggi Tinggi
Waktu Tinggi awal v
(t,menit) (Zo,cm) (cm/menit)
(Z1, cm) (Δz, cm)
0 150 0 150 0.085 0
2 150 27.5 122.5 0.10408 13.75
4 150 57.5 92.5 0.13784 14.375
6 150 80.5 69.5 0.18345 13.41667
8 150 97.5 52.5 0.24286 12.1875
10 150 107.5 42.5 0.30000 10.75
12 150 114.5 35.5 0.35915 9.54167

30
SEDIMENTASI
14 150 118.5 31.5 0.40476 8.46429

16 150 121.5 28.5 0.44737 7.59375
18 150 124.5 25.5 0.50000 6.91667
20 150 126.5 23.5 0.54255 6.325
22 150 128.5 21.5 0.59302 5.84091
24 150 129.5 20.5 0.62195 5.39583
26 150 130.5 19.5 0.65385 5.01923
28 150 131 19 0.67105 4.67857
30 150 131.2 18.8 0.67819 4.37333
32 150 131.3 18.7 0.68182 4.10313
34 150 131.4 18.6 0.68548 3.86471
36 150 131.5 18.5 0.68919 3.65278
38 150 131.6 18.4 0.69293 3.46316
40 150 131.7 18.3 0.69672 3.2925
42 150 131.8 18.2 0.70055 3.13810
44 150 131.9 18.1 0.70442 2.99773
46 150 131.9 18.1 0.70442 2.86739
48 150 131.9 18.1 0.70442 2.74792
50 150 131.9 18.1 0.70442 2.638
konsentrasi endapan(CI) dan kecepatan pengendapan (v) sudah sesuai dengan teori
yang ada. Menurut (Suryani, 2020) yaitu semakin besarnya konsentrasi, gaya gesek
yang dialami partikel lain semakin besar sehingga drag forcenya pun semakin besar.

31
SEDIMENTASI
Tabel IV.2.4 Perhitungan A (cm2), D (cm) dan H (cm) Clarifier Pada Setiap
Konsentrasi
Feed
Underflow Debit Waktu v
Masuk A (cm²) D (cm) H (cm)
(gr/cm3) (cm3/menit) (t, menit) (cm/menit)
(gr/cm3)
0.065 0.613 50000.0000 39.1090 3.5702 14004.8936 133.5688 139.6260
0.075 0.613 50000.0000 26.7938 5.0432 9914.2641 112.3817 135.1274
0.085 0.613 50000.0000 21.2593 5.7206 8740.3071 105.5185 121.6166
Berdasarkan tabel IV.2.4 Perhitungan A (cm2), D (cm) dan H (cm) clarifier
pada setiap konsentrasi didapatkan data feed masuk (gr/cm3), underflow (gr/cm3),
debit (Q), waktu (t), kecepatan pengendapan (v), luas penampang clarifier (A),
diameter clarifier (D) dan tinggi clarifier (H). Konsentrasi kalsium karbonat
(CaCO3) yang digunakan sebesar 6,5%; 7,5% dan 8,5%. Hasil yang diperoleh dari
percobaan Sedimentasi ini sudah sesuai dengan teori yang ada. Menurut (Aji, 2019)
luas permukaan A (m2) dan kecepatan v (m/det) selalu memiliki debit yang sama
pada setiap penampangnya

32
SEDIMENTASI
IV.3 Grafik dan Pembahasan
Waktu vs Ketinggian Pelarut

160
Ketinggian Pelarut (cm)
140
120
100
80 y = 0.0001x4 - 0.0191x3 + 0.8915x2 - 17.888x + 149.29
R² = 0.9966
60
40
20
0
0 10 20 30 40 50 60
Waktu (menit)

Cairan (ΔZ, cm) Pada konsentrasi 6,5%

160
140
120
100
80 y = 0.0001x4 - 0.0188x3 + 0.8795x2 - 17.712x + 149.74
R² = 0.9966
60
40
20
0
0 10 20 30 40 50 60
Waktu (menit)


33
SEDIMENTASI

160
140
120
100
80 y = 0.0001x4 - 0.0185x3 + 0.8665x2 - 17.522x + 150.22
R² = 0.9966
60
40
20
0
0 10 20 30 40 50 60
Waktu (menit)

Berdasarkan tiga grafik diatas menunjukkan pengaruh waktu pengendapan (t,
menit) dengan ketinggian larutan (Δz, cm) kalsium karbonat (CaCO3) pada
konsentrasi 6,5%; 7,5% dan 8,5%. Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa hubungan
pengaruh waktu pengendapan terhadap ketinggian cairan adalah berbanding lurus.
Adapun faktor yang mempengaruhi hasil adalah kecepatan partikel padatan yang
turun ke bawah, dengan mengetahui kecepatan pengendapan dapat memperkirakan
waktu pengendapan yang efektif. Hasil yang didapat dari percobaan Sedimentasi
ini sudah sesuai dengan teori yang ada. Menurut (Rumbino, 2020) seiring
berjalannya waktu partikel- partikel padatan mulai mengendap dimana laju
pengendapan partikel tersebut diasumsikan sebagai terminal velocity pada kondisi
hindered- settling dan ketinggian cairan akan semakin tinggi dan ketinggian
padatan menurun, kedaan seperti ini disebut dengan Critical Settling Point

34
SEDIMENTASI
C1 vs Waktu
60
50
y = 4257.7x4 - 5151.5x3 + 2047.5x2 - 255.14x + 11.555
Waktu (menit)
40 R² = 0.9713
30
20
10
0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
C1 (gr/l)

Pengendapan (t, menit) pada konsentrasi 6,5%
C1 vs Waktu
60
50
y = 3403.5x4 - 4465.7x3 + 1938.6x2 - 272.79x + 13.624
Waktu (menit)
40 R² = 0.9688
30
20
10
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
C1 (gr/l)


35
SEDIMENTASI
C1 vs Waktu
60
50
y = 2933.7x4 - 4099.5x3 + 1908.4x2 - 296.73x + 16.097
Waktu (menit)
40 R² = 0.9662
30
20
10
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
C1 (gr/l)

Berdasarkan tiga grafik diatas menunjukkan pengaruh konsentrasi endapan
(C1, gr/l) terhadap waktu pengendapan (t, menit) kalsium karbonat (CaCO 3) pada
konsentrasi 6,5%; 7,5% dan 8,5%.Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa hubungan
antara pengaruh konsentrasi endapan terhadap waktu adalah berbanding lurus.
Adapun faktor yang mempengaruhi hasil percobaan adalah ukuran partikel yaitu
semakin kecil ukuran partikel maka membutuhkan waktu sedimentasi atau
pengendapan yang semakin lama. Hasil dari percobaan Sedimentasi ini sudah
sesuai dengan teori yang ada. Menurut (Arimpi, 2019) yaitu semakin lama waktu
pengendapan maka semakin besar konsentrasi endapan yang digunakan

36
SEDIMENTASI
C1 vs Kecepatan Pengendapan
16
14
12
v (cm/menit)
10
8
6
4
y = -766.33x4 + 1047.5x3 - 468.13x2 + 54.174x + 13.19
2 R² = 0.9983
0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
C1 (gr/l)

Pengendapan (v, cm/menit) pada konsentrasi 6,5%
16
14
12
v (cm/menit)
10
8
6
4
y = -655.88x4 + 989.35x3 - 499.24x2 + 75.626x + 11.002
2 R² = 0.998
0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
C1 (gr/l)


37
SEDIMENTASI
16
14
12
v (cm/menit)
10
8
6
4
y = -600.54x4 + 978.1x3 - 542.29x2 + 98.849x + 8.3978
2 R² = 0.9975
0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
C1 (gr/l)

Berdasarkan tiga grafik diatas menunjukkan pengaruh konsentrasi endapan
(C1, gr/l) terhadap kecepatan pengendapan (v, cm/menit) pada konsentrasi 6,5%
7,5% dan 8,5%. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa hubungan antara pengaruh
konsentrasi endapan terhadap kecepatan pengendapan adalah berbanding terbalik.
Adapun faktor yang mempengaruhi hasil percobaan adalah drag force atau gaya ke
atas (gaya drag dan gaya apung) semakin besar sehingga gaya total untuk
mengendapkan partikel semakin kecil sehingga kecepatan pengendapan semakin
menurun. Hasil yang didapat dari percobaan Sedimentasi ini sudah sesuai dengan
teori yang ada. Menurut (Suryani, 2020) yaitu semakin besarnya konsentrasi, gaya
gesek yang dialami partikel lain semakin besar sehingga drag forcenya pun semakin
besar. Peristiwa ini disebabkan gaya ke atas (gaya drag dan gaya apung) semakin
besar sehingga gaya total untuk mengendapkan partikel semakin kecil sehingga

38
SEDIMENTASI
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
Berdasarkan data-data hasil percobaan yang diperoleh dapat disimpulkan
sebagai berikut:
1. Adapun desain clarifier dengan data batch berbentuk silinder dengan
underflow yang dikeluarkan sebesar 0,613 gr/cm3 dan debit yang diperoleh
sebesar 50000 cm3/menit.
2. Hubungan antara tinggi permukaan slurry dengan waktu pengendapan
adalah berbanding terbalik. Semakin lama waktu pengendapan maka tinggi
permukan slurry akan semakin berkurang.
3. Kecepatan pengendapan kalsium karbonat dalam cairan dengan konsentrasi
berbeda yaitu 6,5%; 7,5% dan 8,5% secara berturut – turut sebesar 3,57018
cm/menit; 5,04324 cm/menit dan 5,72062 cm/menit.
V.2 Saran
1. Sebaiknya praktikan lebih teliti lagi dalam melakukan perhitungan
sedimentasi, agar diperoleh hasil percobaan yang lebih optimal
2. Sebaiknya praktikan memperhatikan tinggi slurry pada saat melakukan
percobaan, agar diperoleh hasil percobaan yang lebih sempurna
3. Sebaiknya praktikan memperhatikan waktu pengendapan pada saat
melakukan percobaan, agar diperoleh waktu pengendapan yang lebih
optimal atau sesuai dengan teori yang ada

39
SEDIMENTASI
DAFTAR PUSTAKA
Aji, D.W, 2019,’Evaluasi dan Perencanaan Ulang Sistem Pengolahan Air Limbah
RSUD Dr. Harjono Ponorogo, Jurnal Teknik Sipil, Vol.1, No.1, Hal 1-14
Arimpi, A & Pandia, S, 2019,’Pembuatan Rektin dari Limbah Kulit Jeruk Dengan
Metode Ekstraksi Geklombang Ultrasonik Menggunakan Pelarut Asma
Sulfat (H2SO4)’, Jurnal Teknik Kimia, Vol. 8, No.1, Hal 18-24
Darni, Utami & Lismeri 2016, Pemisahan Campuran Heterogen I, Tekkim publish,
Bandar Lampung
Geankoplis, C J 1993, Transport Process and Unit Operations, Prentice-hall, New
Jersey
Mc.Cabe & Warren L 2005, Unit Operation of Chemical Engineering, New York:
Mc Graw Hill
Patel, M, Kumar, A, Pardhi, B, & Pal, M, 2020. ‘Abrasive, Erosive and Corrosive
Wear in Slurry Pumps–A Review’, International Research Journal of
Engineering and Technology, Vol.7, No.3, Hal 2188-2195.
Perry, R.A, 2007, Unit Operation of Chemical Engineering, Mc Graw Hill, New
York
Perry, R.A, 2008, Perry’s Chemical Engineering Handbook 8th Edition, Mc Graw
Hill, New York
Rahimah, Z, Heldawati, H, & Syauqiah, I , 2016, ‘Pengolahan Limbah Deterjen
dengan Metode Koagulasi-Flokulasi Menggunakan Koagulan Kapur dan
PAC’, Jurnal Konversi , Vol.5, No.2, Hal 52-59
Rumbino, Y & Abigael,K, 2020,’Penentuan Pengendapan Partikel di Kolam
Penampungan Air Hasil Pencucian Bijih Mangan’, Jurnal Ilmiah Teknologi
FST Undana, Vol.14, No.1, Hal 55-59
Setiyadi L & Ariella E, 2018, ‘Menentukan Persamaan Kecepatan Pengendapan
pada Sedimentasi’, Jurnal Widya Teknik, Vol. 12, No. 2, hh. 9-14

40
SEDIMENTASI
Suryani, S., & Guskarnali, G, 2020,’ Pengaruh Penggunaan Tawas Terhadap

Kecepatan Pengendapan dan Kualitas Brightness Pada Kaolin, Jurnal
Prosiding Seminar Penelitian dan Pengabdian Pada Masyarakat,Vol. 4,
No.1, Hal 105-109
Wilson, T.E, 2005, Clarifier Design Second Edition, McGraw-Hill, New York

41
SEDIMENTASI
LAMPIRAN
1. Pembuatan Larutan CaCO3 1 liter

massa terlarut
% berat = × 100%
v larutan × ρ larutan
a. 6,5% 1000 ml
massa terlarut
6,5% = 1000 ml × 1 gr/cm3 × 100%
Massa terlarut = 65 gram
b. 7,5% 1000 ml
massa terlarut
7,5% = 1000 ml × 1 gr/cm3 × 100%
c. 8,5% 1000 ml
massa terlarut
8,5% = 1000 ml ×1 gr/cm3 × 100%
2. Konsentrasi Awal C0 (gr/cm3)

Massa terlarut
C0 = Volume
65 gram
C0 = 1000 ml
C0 = 0,065 gr/cm3
3. Konsentrasi Endapan C1 (gr/cm3)

Z0
C1 = × C0
∆Z
150 cm
C1 = × 0,065 gr/cm3
120 cm

42
SEDIMENTASI
4. Kecepatan Pengendapan v (cm/menit)

Z1
v= t
30 cm
v= 2 menit
v = 15 cm/menit
5. Debit Q (cm³/menit)
Debit ditentukan sebesar 3000 l/ jam
liter jam 1000 ml
Q = 3000 × ×
jam 60 menit liter
Q = 50000 cm3/menit
6. Waktu Pengendapan Sesuai Underflow (t, menit)

Didapatkan dari grafik C1 vs Waktu Pengendapan Pada CaCO3 6,5 %
y = 4257,7x4 - 5151,5x3 + 2047,5x2 - 255,14x + 11,555
C1 underflow = 613 gr/l = 0,613 gr/cm3
y = waktu pengendapan (t)
y = 4257,7 (0,613)4 - 5151,5 (0,613)3 + 2047,5 (0,613)2 - 255,14 (0,613) +
11,555
t = 39,10895 menit
7. Kecepatan sedimentasi pada perancangan (v, cm/menit) Didapatkan dari grafik

C1 vs Kecepatan Pengendapan Pada CaCO3 6,5%
y = -766,33x4 + 1047,5x3 - 468,13x2 + 54,174x + 13,19
C1 underflow = 613 gr/l = 0,613 gr/cm3
y = kecepatan pengendapan (v)
y = -766,33 (0,613)4 + 1047,5 (0,613)3 - 468,13 (0,613)2 + 54,174 (0,613) +
13,19
v = 3,57018 cm/menit

43
SEDIMENTASI
8. Luas Penampang A (cm2)

cm3
Q( )
menit
A= cm
v( )
menit
50000 cm3 /menit

A = 3,57018 cm/menit
A = 14004,89 cm2
9. Diameter clarifier (cm)

4A
D= √π
4 (14004,89 cm2 )
D=√ 3,14
D = 133,5688 cm
10. Tinggi clarifier (cm)

H = t (menit) × v (cm/menit)
H = 39,10895 menit × 3,57018 cm/menit
H = 139,626 cm

44
SEDIMENTASI

45
SEDIMENTASI

46
SEDIMENTASI

47
SEDIMENTASI

48
SEDIMENTASI

49
SEDIMENTASI

50
SEDIMENTASI

51
SEDIMENTASI

52
SEDIMENTASI

53
SEDIMENTASI

54
SEDIMENTASI

55
SEDIMENTASI

56
SEDIMENTASI

57
SEDIMENTASI

58
SEDIMENTASI

59
SEDIMENTASI

60
SEDIMENTASI

61
SEDIMENTASI

62
SEDIMENTASI

63
SEDIMENTASI

64
SEDIMENTASI

65
SEDIMENTASI

66
SEDIMENTASI

67
SEDIMENTASI

68
SEDIMENTASI

69
SEDIMENTASI

70
SEDIMENTASI

71
SEDIMENTASI

72
SEDIMENTASI

73
SEDIMENTASI

74
SEDIMENTASI

75
SEDIMENTASI

76

Paralel E - Kelompok D

Diunggah oleh

Hak Cipta:

Format Tersedia

Paralel E - Kelompok D

Diunggah oleh

Informasi Dokumen

Deskripsi Asli:

Judul Asli

Hak Cipta

Format Tersedia

Bagikan dokumen Ini

Bagikan atau Tanam Dokumen

Opsi Berbagi

Apakah menurut Anda dokumen ini bermanfaat?

Apakah konten ini tidak pantas?

Hak Cipta:

Format Tersedia

Paralel E - Kelompok D

Diunggah oleh

Hak Cipta:

Format Tersedia

LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

1. RIZKI AMIRULLAH 19031010180

Tanggal Percobaan : 24 MEI 2021

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA

OPERASI TEKNIK KIMIA I

1. RIZKI AMIRULLAH (19031010180)

Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Ir. Titi Susilowati, MT

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... i

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

II.4 Sifat Bahan ................................................................................................. 21

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

Gambar II.1 Tahapan Proses Pengendapan………………………………………...4

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

Gambar IV.3.8 Pengaruh Konsentrasi Endapan (C1, gr/l) terhadap Kecepatan

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

Sedimentasi adalah salah satu operasi pemisahan campuran padatan dan

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

I.1 Latar Belakang

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

2. Agar praktikan dapat mengetahui faktor – faktor yang mempengaruhi proses

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

II.1 Secara Umum

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

Gambar II.1 Tahapan Proses Pengendapan

II.2.2 Jenis Proses Sedimentasi

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

Gambar II.2 Mekanisme Sedimentasi Proses Batch

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

Gambar II.3 Meaknisme Sedimentasi Semi – Batch

Gambar II.4 Mekanisme Sedimentasi Kontinyu

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

D = Zona partikel padat terendapkan

II.2.3 Proses Sedimentasi Gravitasi

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

karena pemisahannya tidak lengkap disamping memerluknan tenaga kerja untuk

II.2.4 Kecepatan Sedimentasi

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

dimana b adalah konstanta yang diperoleh dari persamaan 3

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

ditunjukkan pada Gambar II.5 dimana d adalah diameter partikel (cm), Vs

Gambar II.5 Grafik Kecepatan Sedimentasi

Gambar II.6 Kurva hubungan antara t vs Z

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

kecepatan sedimentasi disajikan pada persamaan 5. Persamaan ini merupakan

II.2.5 Tipe-Tipe Pengendapan

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

II.2.6 Laju Pengendapan

II.2.8 Critical Settling Point

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I

II.2.9 Zona Ideal Kolam Pengendapan

Gambar II.8 Bagian-bagian Bak Sedimentasi

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I