Jelaskan sistem penyaringan yang paling efektif apakah menggunakan pasir batu atau kertas saring

Tahukah kalian bagaimana air mineral yang setiap hari kita minum dikatakan aman untuk dikonsumsi? Padahal zat-zat yang ada di alam umumnya masih tercampur dengan zat-zat lainnya. Untuk itulah diperlukan pengolahan air yang bertujuan menghasilkan air yang memenuhi standar kesehatan. Pengolahan air yang dilakukan ini harus terlebih dahulu melalui sebuah metode, yang dipanggil metode pemisahan campuran.

Campuran sendiri memiliki sifat fisika seperti ukuran partikel, berat molekul, dan titik didih. Oleh karena itu, campuran dapat dipisahkan berdasarkan sifat fisiknya tersebut.

Ada beberapa metode yang digunakan untuk memisahkan campuran berdasarkan sifat fisikanya, yaitu metode penyaringan (filtrasi), metode pengkristalan (kristalisasi), metode penyubliman (sublimasi), kromatografi, dan penyulingan (distilasi).

Dalam artikel kali ini, kita akan bahas satu persatu mengenai metode pemisahan camputan tersebut:

Metode Penyaringan (Filtrasi)

Penyaringan adalah metode yang digunakan untuk memisahkan cairan dan padatan yang tidak larut dalam cairan dengan melewatkannya pada saringan berpori. Umumnya, campuran disaring menggunakan kertas saring yang ditaruh dalam corong gelas.

Padatan dengan ukuran partikel besar yang tidak larut akan tertinggal di kertas saring sedangkan cairan dengan ukuran partikel lebih kecil dari pori-pori kertas saring akan melewati kertas saring. Padatan yang tertinggal di kertas saring disebut residu dan cairan yang dapat melewati kertas saring disebut filtrate.

(Baca juga: Mengenal 4 Macam Hukum Gas)

Contohnya: memisahkan air the dari batang dan daun teh dengan menggunakan penyaring teh.

Pengkristalan (kristalisasi)

Kristalisasi adalah cara pemisahan campuran antara zat padat terlarut dalam larutan dengan cara menguapkan pelarutnya. Contohnya, membuat garam dapur dari air laut. Prosesnya memerlukan terik matahari untuk menguapkan air laut yang terdapat dalam tambak-tambak garam di pinggir pantai.

Metode pemisahan campuran yang satu ini adalah cara pemisahan campuran antara zat padat dengan zat padat yang mudah menyublim. Prinsip kerja sublimasi adalah mengubah zat padat menjadi gas dengan dipanaskan. Lalu gas yang terbentuk segera didinginkan sehingga gas berubah menjadi Kristal padat kembali.

Contohnya, memisahkan kapur barus yang bercampur dengan pasir. Pemisahan ini dilakukan dengan memanaskan campuran kapur barus yang kotor sehingga kapur barusnya menguap sedangkan pasirnya tidak ikut menguap. Selanjutnya uap kapur barus didinginkan sehingga uap kapur barus menyublim berubah menjadi kristal kapur barus yang berwarna putih.

Kromatografi adalah cara pemisahan campuran berdasarkan perbedaan koefisien difusi atau kecepatan perambatan dari komponen-komponen zat dalam suatu medium tertentu. Pada kromatografi komponen-komponen zat akan dipisahkan antara dua buah fase yaitu fase diam dan fase gerak.

Distilasi adalah proses pemisahan campuran antara zat cair dengan zat cair berdasarkan perbedaan titik didihnya. Penyulingan bertingkat digunakan untuk pengolahan minyak bumi sehingga dapat memisahkan minyak bumi menjadi fraksi-fraksi minyak bumi seperti LPG, bensin, minyak tanah, solar, lilin, maupun aspal.

Penyaringan adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan akan terendapkan.[1] Rentang penyaringan pada industri mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang disaring dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru limbah padatnya lah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Di dalam industri, kandungan padatan suatu umpan mempunyai range dari hanya sekadar jejak sampai persentase yang besar. Seringkali umpan dimodifikasi melalui beberapa pengolahan awal untuk meningkatkan laju penyaringan, misal dengan pemanasan, kristalisasi, atau memasang peralatan tambahan pada penyaring seperti selulosa atau tanah diatomae. Oleh karena varietas dari material yang harus disaring beragam dan kondisi proses yang berbeda, banyak jenis penyaring telah dikembangkan, beberapa jenis akan dijelaskan di bawah ini.

Penyaringan padatan dari larutan panas di laboratorium.

Diagram fitrasi

Fluida mengalir melalui media penyaring karena perbedaan tekanan yang melalui media tersebut. Penyaring dapat beroperasi pada:

Tekanan di atas atmosfer pada bagian atas media penyaring.
Tekanan operasi pada bagian atas media penyaring.
Vakum pada bagian bawah.

Tekanan di atas atmosfer dapat dilaksanakan dengan gaya gravitasi pada cairan dalam suatu kolom, dengan menggunakan pompa atau blower, atau dengan gaya sentrifugal. Dalam suatu penyaring gravitasi media penyaring bisa jadi tidak lebih baik daripada saringan [screen] kasar atau dengan unggun partikel kasar seperti pasir. Penyaring gravitasi dibatasi penggunaannya dalam industri untuk suatu aliran cairan kristal kasar, penjernihan air minum, dan pengolahan limbah cair.

Kebanyakan penyaring industri adalah penyaring tekan, penyaring vakum, atau pemisah sentrifugal. Penyaring tersebut beroperasi secara kontinu atau diskontinyu, tergantung apakah buangan daripadatan tersaring tunak [steady] atau sebentar-sebentar. Sebagian besar siklus operasi dari penyaring diskontinyu, aliran fluida melalui peralatan secara kontinu, tetapi harus dihentikan secara periodik untuk membuang padatan terakumulasi. Dalam saringan kontinu buangan padat atau fluida tidak dihentikan selama peralatan beroperasi.

Penyaringan dingin Penyaringan hampa

Terdapat banyak metode yang berbeda dari penyaringan; semua bertujuan untuk mencapai pemisahan zat. Pemisahan dicapai oleh sejumlah bentuk interaksi antara bahan atau objek yang akan dihilangkan dan penyaring. Zat yang melewati saringan harus fluida, yaitu suatu cairan atau gas. Metode penyaringan bervariasi tergantung pada lokasi dari bahan yang ditargetkan, yaitu apakah itu dilarutkan dalam fase cairan atau ditangguhkan sebagai padatan.

Terdapat beberapa teknik penyaringan tergantung dari hasil yang diinginkan yaitu, panas, dingin dan penyaringan vakum. Beberapa tujuan utama dari mendapatkan hasil yang diinginkan adalah, untuk menghilangkan kotoran dari campuran atau, untuk mengisolasi padatan dari campuran.

Metode penyaringan panas digunakan untuk memisahkan padatan dari larutan panas. Hal ini dilakukan untuk mencegah pembentukan kristal dalam corong saring dan peralatan lainnya yang hadir dalam kontak dengan larutan. Akibatnya, peralatan dan larutan yang digunakan dipanaskan untuk mencegah penurunan suhu yang cepat yang pada gilirannya, akan menyebabkan kristalisasi dari padatan di corong dan menghambat proses penyaringan.[2]

Salah satu ukuran yang paling penting untuk mencegah pembentukan kristal dalam corong dan menjalani penyaringan panas yang efektif adalah penggunaan corong penyaring tak bertangkai. Karena tidak adanya batang di corong filter, ada penurunan luas permukaan kontak antara larutan dan batang corong saring, karenanya mencegah re-kristalisasi padatan dalam corong, buruk terhadap mempengaruhi proses penyaringan.

Metode penyaringan dingin adalah penggunaan penangas es agar dapat secara cepat mendinginkan larutan yang akan mengkristal daripada meninggalkannya untuk didinginkan perlahan pada suhu kamar. Teknik ini menghasilkan pembentukan kristal yang sangat kecil dibandingkan dengan mendapatkan kristal besar dengan cara mendinginkan larutan di bawah pada suhu kamar.
Teknik penyaringan hampa paling disukai untuk batch kecil larutan agar cepat mengeringkan kristal kecil. Metode ini membutuhkan corong Büchner, kertas saring dengan diameter lebih kecil dari corong, labu Büchner, dan pipa karet untuk terhubung ke sumber vakum.

Penyaringan adalah metode yang lebih efisien untuk pemisahan campuran dibandingkan dekantasi, tetapi jauh lebih memakan waktu. Jika jumlah larutan yang terlibat sangat kecil, sebagian larutan dapat direndam oleh media penyaring.

Sebuah alternatif untuk penyaringan adalah sentrifugasi - bukan menyaring campuran partikel padat dan cair, campuran disentrifugasi untuk memaksa [biasanya] padatan yang lebih padat ke bawah, di mana ia sering membentuk cake. Cairan yang berada di atas maka dapat tertuang. Metode ini sangat berguna untuk memisahkan padatan yang tidak tersaring dengan baik, seperti partikel agar-agar atau partikel halus. Padatan ini dapat menyumbat atau melewati saringan, masing-masing.

Berbagai contoh penyaringan diantaranya:

Penyaring kopi untuk menjaga kopi yang terpisah dari dasar.
Filter HEPA dalam pendingin ruangan [AC] untuk menghilangkan partikel dari udara.
Belt Filter untuk mengekstrak logam mulia di pertambangan.
Plat filter horizontal, juga dikenal sebagai Sparkler filter.
Tungku menggunakan penyaringan untuk mencegah unsur-unsur tungku bercampur dengan partikulat.
Sistem penyampai pneumatik sering menggunakan penyaringan untuk menghentikan atau memperlambat aliran material yang diangkut, melalui penggunaan pengumpul debu [baghouse].
Di laboratorium, sebuah corong Büchner sering digunakan, dengan kertas saring yang berfungsi sebagai penghalang berpori.

Sebuah percobaan untuk membuktikan keberadaan organisme mikroskopis melibatkan perbandingan air yang melewati tanpa porselen yang diglasir dan air tanpa penyaringan. Ketika didiamkan dalam wadah tertutup, air yang disaring membutuhkan waktu lebih lama untuk mengalami pembusukan, menunjukkan bahwa sesuatu yang sangat kecil [seperti bakteri] dapat dihilangkan dari cairan dengan penyaringan.

Dalam ginjal, penyaringan ginjal adalah penyaringan darah dalam glomerulus, diikuti oleh reabsorbsi selektif terhadap banyak zat penting bagi tubuh untuk mempertahankan homeostasis.

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Penyaringan.

Lihat informasi mengenai
penyaringan di Wiktionary.

Proses pemisahan
Kertas saring
Flotasi
Ultrapenyaringan
Penjernihan air
Osmosis terbalik
Residu
Dekantasi
Kristalisasi

^ Article on "Water treatment solution: Filtration", diakses tanggal 15 Oktober 2013 dari //www.lenntech.com/chemistry/filtration.htm
^ "Filtration Methods" [PDF]. University of Calgary. University of Calgary. Diarsipkan dari versi asli [PDF] tanggal 2015-02-13. Diakses tanggal 4 Juni 2015.

Diperoleh dari "//id.wikipedia.org/w/index.php?title=Penyaringan&oldid=20344779"

Teknik Penyaringan Air

Ada sejumlah cara untuk menjernihkan air PAM atau air sumur kita yang keruh, biasanya kekuning-kuningan. Selain dijernihkan, air yang keruh tersebut juga harus didestilasi untuk menghilangkan kadar garam di dalamnya. Berikut beberapa cara sederhana untuk mendapatkan air bersih yang berkualitas.

Saringan Kain Katun

Air disaring dengan kain katun yang bersih. Tingkat kejernihannya tergantung dari ketebalan kain katun tersebut.

Saringan Kapas

Teknik saringan air ini dapat memberikan hasil yang lebih baik dari kan katun. Penyaringan dengan kapas juga dapat membersihkan air dari kotoran dan organisme kecil yang ada dalam air keruh. Hasil saringan juga tergantung pada ketebalan dan kerapatan kapas yang digunakan.

Aerasi

Teknik aerasi merupakan proses penjernihan dengan cara mengisikan oksigen ke dalam air. Dengan cara itu, zat-zat seperti karbon dioksida serta hidrogen sulfida dan metana yang mempengaruhi rasa dan bau dari air dapat dikurangi atau dihilangkan. Partikel mineral yang terlarut dalam air seperti besi dan mangan akan teroksidasi dan secara cepat akan membentuk lapisan endapan yang nantinya dapat dihilangkan melalui proses sedimentasi atau filtrasi.

Saringan Pasir Lambat [SPL]

Saringan pasir lambat [SPL] merupakan saringan air yang dibuat dengan menggunakan lapisan pasir pada bagian atas dan kerikil pada bagian bawah. Air bersih didapatkan dengan jalan menyaring air baku melewati lapisan pasir terlebih dahulu baru kemudian melewati lapisan kerikil.

Saringan Pasir Cepat [SPC]

Saringan pasir cepat [SPC] berupa lapisan pasir pada bagian atas dan kerikil pada bagian bawah. Tetapi arah penyaringan air terbalik bila dibandingkan dengan SPL, yakni dari bawah ke atas [up flow]. Air bersih didapatkan dengan jalan menyaring air baku melewati lapisan kerikil terlebih dahulu baru kemudian melewati lapisan pasir.

Gravity-Fed Filtering System

Teknik ini merupakan gabungan antara SPC dan SPL. Air bersih dihasilkan melalui dua tahap. Pertama, air disaring menggunakan SPC. Air hasil penyaringan tersebut disaring lagi menggunakan SPL. Dengan dua kali penyaringan tersebut diharapkan kualitas air bersih yang dihasilkan tersebut dapat lebih baik. Untuk mengantisipasi debit air hasil penyaringan yang keluar dari SPC, dapat digunakan beberapa/multi SPL.

Saringan Arang

Saringan arang dapat adalah saringan pasir arang dengan tambahan satu buah lapisan arang. Lapisan arang ini sangat efektif menghilangkan bau dan rasa yang ada pada air baku. Arang yang digunakan dapat berupa arang kayu atau arang batok kelapa. Untuk hasil yang lebih baik dapat digunakan arang aktif.

Saringan air sederhana / tradisional

Saringan air sederhana/tradisional merupakan modifikasi dari saringan pasir arang dan SPL. Pada saringan tradisional ini selain menggunakan pasir, kerikil, batu dan arang juga ditambah satu buah lapisan injuk / ijuk yang berasal dari sabut kelapa.

Saringan Keramik

Saringan keramik dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama sehingga dapat dipersiapkan dan digunakan untuk keadaan darurat. Air bersih didapatkan dengan jalan penyaringan melalui elemen filter keramik. Beberapa filter keramik menggunakan campuran perak yang berfungsi sebagai disinfektan dan membunuh bakteri. Ketika proses penyaringan, kotoran yang ada dalam air baku akan tertahan dan lama-kelamaan akan menumpuk dan menyumbat permukaan filter. Sehingga untuk mencegah penyumbatan yang terlalu sering maka air baku yang dimasukkan jangan terlalu keruh atau kotor. Untuk perawatan saringn keramik ini dapat dilakukan dengan cara menyikat filter keramik tersebut pada air yang mengalir.

Saringan Cadas / Jempeng / Lumpang Batu

Saringan cadas atau jempeng ini mirip dengan saringan keramik. Air disaring dengan menggunakan pori-pori dari batu cadas. Saringan ini umum digunakan oleh masyarakat desa Kerobokan, Bali. Saringan tersebut digunakan untuk menyaring air yang berasal dari sumur gali ataupun dari saluran irigasi sawah. Seperti halnya saringan keramik, kecepatan air hasil saringan dari jempeng relatif rendah bila dibandingkan dengan SPL terlebih lagi SPC.

Saringan Tanah Liat.

Kendi atau belanga dari tanah liat yang dibakar terlebih dahulu dibentuk khusus pada bagian bawahnya agar air bersih dapat keluar dari pori-pori pada bagian dasarnya. Lihat saringan keramik.

Untuk menghasilkan air yang jernih dan bebas kuman, beberpa jenis saring itu dapat digabung. Contohnya, saringan kain katun dipadu dengan kapas, lalu air disaring lagi dengan metoda SPL atau SPC. Saringan nomor 9, 10, dan 11 hanya cocok untuk mendapatkan air dengan tujuan utama diminum. Walaupun demikian, untuk semua air bersih hasil saringan agar dimasak terlebih dahulu hingga mendidih atau didisinfektan. [saksono/dari berbagai sumber]