Sedimentasi

Sedimentasi adalah suatu pemisahan suatu suspensi (campuran padat air) menjadi jernih (cairan bening) dan suspensi yang lebih padat (sludge).  Sedimentasi merupakan salah satu cara yang paling ekonomis utnuk memisahkan padatan dari suspensi, bubur atau slurry.  (Brown, 1978 : 110)

Dalam filtrasi partikel zat padat dipisahkan dari slurry dengan kekuatan fluida yang berada pada medium filter yang akan menghalangi laju lintas partikel zat padat.  Dalam proses pengendapan dan proses sedimentasi partikel dipisahkan dari fluida oleh gaya aksi gravitasi partikel.  Pada beberapa proses, pemisahan serta sedimentasi partikel dan pengendapan bertujuan untuk memisahkan partikel dari fluida sehingga fluida bebas dari konsentrasi partikel (Geankoplis, 1983 : 758).

Sedimentasi merupakan salah satu cara yang paling ekonomis untuk memisahkan padatan dari suspensi, bubur atau slurry.  Rancangan peralatan sedimentasi selalu didasarkan pada percobaan sedimentasi pada skala yang lebih kecil.  Sedimentasi merupakan peristiwa turunnya partikel padat yang semula tersebar merata dalam cairan karena adanya gaya berat, setelah terjadi pengendapan cairan jernih dapat dipisahkan dari zat padat yang menumpuk di dasar (endapan).  Selama  proses berlangsung terdapat tiga buah gaya, yaitu :

1.        Gaya gravitasi

Gaya ini terjadi apabila berat jenis larutan lebih kecil dari berat jenis partikel, sehingga partikel lain lebih cepat mengendap.  Gaya ini biasa dilihat pada saat terjadi endapan atau mulai turunnya partikel padatan menuju ke dasar tabung untuk membentuk endapan. 

2.        Gaya apung atau melayang

Gaya ini terjadi jika massa jenis partikel lebih kecil dari pada massa jenis fluida yang sehingga padatan berapa pada permukaan cairan.

3.        Gaya Dorong

Gaya dorong terjadi pada saat larutan dipompakan kedalam tabung klarifier.  Gaya dorong dapat juga dilihat pada saat mulai turunnya partikel padatan karena adanya gaya gravitasi, maka fluida akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan berat padatan itu sendiri.

Sedimentasi bisa berlangsung secara batch dan kontinu (thickener), sebagai penjelasan dibawah ini :

1.             Sedimentasi batch

Sedimentasi ini merupakan salah satu cara yang paling ekonomis untuk memisahkan padatan dari sutau suspensi, bubur atau slurry.  Operasi ini banyak digunakan pada proses-proses untuk mengurangi polusi dari limbah industri.  Suatu suspensi yang mempunyai ukuran partikelnya hampir seragam dimasukkan dalam tabung gelas yang berdiri tegak.

2.             Sedimentasi kontinu

Pada industri operasi sedimentasi sering dijalankan dalam proses kontinu yang disebut thinckener.  Thinckener kontinu memiliki diameter besar, tangki dangkal dalam dengan putaran hambatan untuk mengeluarkan sludge, slurry diumpankan ke tengah tangki, sekitar tepi puncak tangki adalah suatu clear liquid overflow.  Untuk garukan sludge ke arah pusat bottom untuk mengalirkan keluar.  Gerakan menggaruk yang “stirs” hanya lapisan sludge.  Bantuan pengadukan dalam pembersihan air dan sludge (Brown, 1978 : 110).

Kegunaan dari penggunaan thinckener memiliki keuntungan yaitu :

1.        Ekonomis dan kesederhanaan desain operasinya.

2.        Kapasitas volume sangat besar.

3.        Kegunaan yang bervariasi.

Pada thinckener terdapat empat zona dari proses pengendapan yaitu :

1.        Zona 1    :    Daerah dimana terdapat dear liquid

2.        Zona 2    :    Daerah pemekatan suatu suspensi yang sangat tipis dan kadang-kadang tidak jelas terlihat.

3.        Zona 3    :    Daerah (zona) kompresi

4.        Zona 4    :    Daerah pemadatan (compaction)

Ada empat kelas pengendapan partikel secara umum yang didasarkan pada konsentrasi dan partikel yang saling berhubungan, empat jenis pengendapan tersebut adalah :

1.             Discrette Settling

Adalah pengedapan yang memerlukan konsentrasi suspensi solid yang paling rendah, sehingga analisisnya menjadi yang paling sederhana.  Partikel mengendap dengan bebas dengan kata lain tidak mempengaruhi pengendapan partikel lain.

2.             Flocculant Settling

Pada jenis ini konsentrasi partikel cukup tinggi, dan terjadi pada sat penggumpalan meningkat.  Peningkatan massa menyebabkan partikel jatuh lebih cepat.

3.             Hindered Settling

Konsentrasi partikel pada jenis ini tidak terlalu tinggi, partikel akan bercampur dengan partikel lainnya dan akan jatuh bersama-sama.

4.             Compression Settling

Berada pada konsentrasi yang paling tinggi pada suspensi solid dan terjadi pada jangkauan yang paling rendah dari darifiers.  (Anonim¹, 2008).

Proses pengendapan meliputi pembentukan endapan yaitu suspensi partikel-partikel padat dalam cairan produk yang tidak larut yang dihasilkan dari reaksi kimia, akan ditolak dari larutan dan menjadi endapan padat.  Metode lain pembentukan cairan endapan ialah dengan penambahan jumlah larutan jenuh zat padat dalam sejumlah besar cairan murni dimana zat padat tersebut tidak dapat larut.  Proses ini banyak digunakan untuk mengisolasi produk-produk kimia atau bahan-bahan buangan proses (Cheremissinoff, N.D, 2002 : 283).

Dalam proses industri, sedimentasi dilaksanakan dalam skala besar dengan menggunakan alat yang disebut kolom pengendap.  Untuk partikel-partikel yang mengendap dengan cepat, tangki pengendap tampak atau kerucut, pengendap kontinu biasanya cukup memadai.  Akan tetapi, untuk berbagai tugas lain diperlukan alat penebal atau kolom pengendap yang diaduk secara mekanik.

Dasar alat ini bisa datar dan bisa pula berbentuk kerucut dangkal.  Bubur umpan yang encer mengalir melalui suatu palung miring atau meja cuci masuk di tengah-tengah alat kolom pengendap itu.  Cairan ini mengalir secara radial dengan kecepatan yang semakin berkurang, sehingga memungkinkan zat padat itu mengendap di dasar tangki (Mc Cabe, 1985 : 429).

Sedimentasi merupakan pengendapan partikel padat melalui cairan untuk menghasilkan lumpur pekat dari suspensi encer atau untuk menjernihkan cairan yang mengandung partikel padat.  Biasanya proses ini bergantung pada gravitasi, tetapi jika partikel terlalu kecil atau jika selisih rapatan atau fase padat dan fase cair terlalu kecil maka dapat digunakan centrifuge.   Dalam kasus yang paling sederhana, laju sedimentasi ditentukan oleh hukum shoke, tetapi dalam prakteknya laju teoritis jarang tercapai.  Pengukuran laju sedimentasi dalam ultra centrifuge dapat digunakan untuk meramalkan ukuran makro molekul  (Asdak, 1995 : 33).