Penyaringan

Penyaringan padatan dari larutan panas di laboratorium.

Penyaringan atau penapisan (bahasa Inggris: filtration) adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan akan terendapkan. 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.

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.

Metode

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.

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.

Alternatif

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.

Contoh

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.

Lihat pula

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