Slow Sand Filter

SLOW SAND FILTER

(Oleh Laily Andini XIII Kimia Industri 12910)

Penyaringan adalah suatu pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, dimana zat padat itu tertahan. Pada industri, filtrasi ini meliputi ragam operasi mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Baik dalam skala laboratorium dan skala industri.

Berdasarkan gaya pendorong aliran, penyaringan diklasifikasikan menjadi Penyaring gaya berat (gravity filters), Penyaring tekanan (Pressure filters), Penyaring vakum (Vacuum filters), Penyaring sentrifugal (Centrifugal filters). Berdasarkan operasinya dibagi atas  Cara batch (bertahap ) dan Cara continue (berkesinambungan).

Filtrasi banyak dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah pada pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium, menghilangkan pirogen dan pengotor pada air suntik injeksi dan obat‐obat injeksi, dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula dan untuk memurnikan bahan-bahan obat dari partikel dan bahan yang tidak diinginkan sehingga dapat menjamin hasil akhir dari suatu produk obat yang berkualitas dan sesuia syarat yang ditentukan.

Dalam era globlalisasi sekarang ini, industri farmasi dituntut untuk dapat bersaing dengan industri farmasi baik dalam maupun luar negeri untuk menciptakan obat yang bermutu bagi masyarakat,karena itu diperlukan pedoman bagi industri farmasi untuk dapat menghasilkan produk yang bermutu yaitu dengan CPOB (Cara Pembuatan Obat yang Baik).

Cara Pembuatan Obat Yang Baik (CPOB) menyangkut seluruh aspek produksi dan pengendalian mutu, bertujuan untuk menjamin mutu obat yang baik dan memenuhi criteria yang telah ditentukan. Misalnya untuk sediaan tertentu seperti obat tetes mata harus memenuhi syarat bebas dari partikel asing karena dapat mengiritasi mata, karena itu pembuatannya mutlak membutuhkan proses penyaringan (filtrasi).

Selain itu dalam teknologi farmasi penyaringan (filtrasi) juga banyak dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah pada pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium, menghilangkan pirogen (pengotor) pada air suntik injeksi dan obat‐obat injeksi, dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula dan untuk memurnikan bahan-bahan obat dari partikel dan bahan yang tidak diinginkan sehingga dapat menjamin hasil akhir dari suatu produk obat yang berkualitas dan sesuia syarat yang ditentukan.

1. Pengertian Filtrasi

Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, dimana zat padat itu tertahan. Pada industri, filtrasi ini meliputi ragam operasi mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang lolos dari saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru limbah padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Seringkali umpan dimodifikasi melalui beberapa pengolahan awal untuk meningkatkan laju filtrasi, 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.

Hal yang paling utama dalam filtrasi adalah mengalirkan fluida melalui media berpori. Filtrasi dapat terjadi karena adanya gaya dorong, misalnya ; gravitasi, tekanan dan gaya sentrifugal. Pada beberapa proses media filter membantu balok berpori (cake) untuk menahan partikel-partikel padatan di dalam suspensi sehingga terbentuk lapisan berturut turut pada balok sebagai filtrat yang melewati balok dan media tersebut.

Filtrasi biasa dilakukan pada skala laboratorium sampai slaka pilot plant/industri baik dengan cara batch maupun kontinyu.

a)      Filtrasi Skala Laboratorium.

Filtrasi digunakan untuk memisahkan campuran heterogen zat padat yang tidak larut dalam cairan. Penyaringan menggunakan corong gelas dan kertas saring dan hasil saringan disebut filtrat.

Gambar 1. Filtrasi skala laboratorium

b)      Filtrasi Skala Industri

Sebelum peralatan filtrasi digunakan harus diperiksa dahulu supaya tidak terjadi hal-hal yang tidak diinginkan pada waktu beroperasi, misalnya penyaring tidak berfungsi secara optimum. Fluida mengalir melalui media penyaring karena adanya perbedaan tekanan yang melalui media tersebut. penyaring dilakukan agar dapat beroperasi pada:

1) Tekanan di atas atmosfer pada bagian atas media penyaring

2) Tekanan operasi pada bagian atas media penyaring

3) Dan vakum pada bagian bawah

Tekanan di atas atmosfer dapat dilakukan dengan gaya gravitasi pada cairan dalam suatu kolom, dengan menggunakan pompa atau blower,atau dengan gaya sentrifugal. Dalam suatu penyaring gravitasi media penyaring bias jadi tidak lebih baik daripada saringan (screen) kasar atau dengan menggunakan 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 kontinyu atau diskontinyu, tergantung apakah buangan dari padatan tersaring terus-menerus (steady) atau hanya sebagian. Sebagian besar siklus operasi dari penyaring diskontinyu, aliran fluida melalui peralatan secara kontinyu, tetapi harus dihentikan secara periodik untuk membuang padatan yang terakumulasi. Dalam saringan kontinyu buangan padat atau fluida tidak dihentikan selama peralatan beroperasi.

2. Klasifikasi  penyaringan

Dalam beberapa penyaringan, padatan-saring yang terbentuk merupakan medium penyaring yang baik. Berdasarkan gaya pendorong aliran, penyaringan dapat di klasifikasikan sebagai berikut:

1. Penyaring gaya berat (gravity filters)

2. Penyaring tekanan (Pressure filters)

3. Penyaring vakum (Vacuum filters)

4.Penyaring sentrifugal ( Centrifugal filters)

 Tipe-tipe penyaring :

1) Penyaring pasir (sand filter) :

a.tangki terbuka

b.tangki tertutup

Slow Sand Filter

Sebuah konfigurasi saringan pasir lambat yang khas muncul pada sketsa yang menyertainya. Air baku mengalir ke daerah tangki atas sedemikian rupa untuk menghindari mengganggu scmutzdecke tersebut, aliran dekat permukaan yang harus sangat lembut. Air di kompartemen ini harus memiliki kedalaman yang cukup untuk mendorong melalui schmutzdecke, tempat tidur filter dan ke kerikil dukungan - dan awalnya harus sekitar 2-3 meter, atau 7-10 meter. Batas bawah kedalaman agak kontroversial, tetapi 1,5 meter, atau sekitar 4 meter, harus menjadi nilai yang masuk akal. Angka ini, bagaimanapun, akan berkaitan dengan sifat pasir dan porositas schmutzdecke tersebut.

Tingkat air maksimum dapat diotomatisasi dengan menggunakan pelampung dan katup kontrol atau secara berkala menyesuaikan katup manual untuk mempertahankan tuas air dekat garis overflow. Kedalaman tempat tidur penyaring memiliki pengaruh yang kuat terhadap efektivitas penyaringan dan harus minimal 0,75-1,0 meter (30 "- 40"). Dalam diskusi media filter sifat ES dan UC didefinisikan, dan untuk SSF, ES biasanya adalah 12 sampai 40 mm (0,5 "menjadi sekitar 1,6") dan UC harus kurang dari sekitar 2,5. Tingkat pengolahan khas air di SSFs sekitar 2,5 m3 / [m2 filter penampang daerah - hari] = sekitar 0,1 m / jam atau sekitar 0,33 ft / jam.

Tingkat filtrasi dapat ditentukan oleh flow meter di salah satu garis atau bendung di tangki outlet. Kecuali air baku sangat baik diperlakukan untuk sekitar 20 unit kekeruhan atau kurang, angka ini harus dipertahankan, kecuali desinfeksi pasca-ssf sangat handal di tempat. Tingkat kekeruhan yang tinggi dalam air baku prematur akan memblokir ssf, mengarah ke jangka waktu yang lebih singkat antara pembersihan dan kerusakan keseluruhan kualitas air. Kekeruhan tinggi dalam air baku dapat mempersingkat masa pakai filter dari beberapa bulan untuk hitungan hari. The Filter Roughing horizontal adalah sarana yang sangat efektif untuk pra-mengobati air baku untuk mengurangi kekeruhan ke tingkat yang dapat diterima, dari rata-rata sekitar 200 unit, dengan sesekali jangka pendek puncak menjadi sekitar 1000, turun menjadi sekitar 20. Jika kekeruhan air sungai sekitar 20 unit atau kurang, kecuali pada periode tertentu dalam setahun, yang bisa dengan HRF-berlalu hampir sepanjang tahun dan membawa on-line selama periode ini. Cara lain dengan pengurangan kekeruhan termasuk kolam memegang dan tangki sedimentasi.

Proses yang terjadi di schmutzdecke yang sangat kompleks dan beragam, tapi yang utama adalah mekanik tarik dari sebagian besar materi tersuspensi dalam lapisan tipis padat di mana pori-pori mungkin sangat jauh kurang dari satu mikron. Ketebalan lapisan ini meningkat dengan waktu dari instalasi awal ke titik di mana laju alir menjadi tidak dapat diterima kecil, ketika biasanya sekitar 25 mm (1 ") Manfaat terbesar dari SSF terletak pada kemampuannya untuk bakteri dan virus perangkap. di schmutzdecke kegiatan bakteri dan biologis. memaksimalkan di sana tetapi akan terus pada tingkat penurunan ke dalam pasir tempat tidur Filter tingkat minimum tertentu oksigen terlarut harus hadir untuk mendukung tindakan aerobik yang terjadi di tempat tidur.. Setelah instalasi awal dari SSF, pembentukan kegiatan schmutzdecke dan bakteri / biologi di tempat tidur mungkin memakan waktu beberapa hari atau minggu tergantung kuat pada suhu lingkungan. Selama periode ini air olahan tidak aman untuk konsumsi manusia dan harus dibuang, atau digunakan sebagai air baku untuk filter yang lain, atau untuk tujuan non-kritis lainnya.

Air tes kualitas harus dilakukan pada interval teratur sampai standar yang diperlukan tercapai. Ketika tingkat filtrasi turun ke tingkat yang tidak dapat diterima, SSF harus dibersihkan dengan hati-hati menghapus sekitar 25 mm (1 ") dari lapisan atas, yang mencakup sebagian besar schmutzdecke yang ada, setelah menjatuhkan tingkat air untuk sedikit di bawah kedua. Tersebut pekerjaan dapat dilakukan oleh scraper mekanis atau manual dan sangat hati-hati dengan luas rata-bottomed sekop. Dalam sinar matahari panas yang kuat pekerjaan ini harus dilakukan secepat mungkin untuk menghindari pengeringan yang berlebihan keluar dan kerusakan materi biologis di lapisan atas yang baru , yang akan menjadi dasar schmutzdecke baru.

Ketika aliran air ulang, air diproses lagi harus dialihkan sampai tingkat diperlukan kualitas sekali lagi tercapai. Hal ini biasanya membutuhkan waktu beberapa hari. Dalam waktu kedalaman tidur asli pasir akan telah berkurang oleh proses pembersihan menjadi sekitar 0,75 meter (30 "), ketika kedalaman asli harus dikembalikan. Sebagai pasir baru akan hampir tanpa aktivitas biologis, menempatkannya di atas dari pasir yang ada akan membutuhkan waktu terlalu lama untuk mengembangkan schmutzdecke baru. Untuk mempercepat proses ini, schmutzdecke pertama kali dihapus dan dibuang, dan kemudian sebagian besar tempat tidur yang ada akan dihapus dan disisihkan untuk digunakan kembali Pasir baru. ditempatkan di posisi dan kemudian ditutup dengan tidur asli Dengan cara ini aktivitas biologis dan schmutzdecke baru lebih cepat dipulihkan.. Pasir dari tempat tidur yang ada tidak boleh dibiarkan kering keluar dan harus ditetapkan di tempat secepat mungkin.

Kelemahan dari SSF adalah jumlah besar lahan yang dibutuhkan, yang merupakan konsekuensi dari tingkat lambat dari penyaringan air yang mungkin - biasanya hanya 10 persen atau kurang dari harga yang mungkin dalam filtrasi cepat. Selain itu, angka ini lambat mandat penyimpanan air untuk mengakomodasi puncak dalam siklus permintaan. Hati-hati harus dilakukan dalam operasi dan pemeliharaan, terutama dalam kaitannya dengan schmutzdecke yang memerlukan beberapa waktu untuk membentuk. Air diproses tidak dapat dianggap aman sampai memiliki dan air yang melewati sistem sementara schmutzdecke yang membentuk harus bersepeda kembali atau dibuang.

2) Penyaring tekan (filters press):

3) Penyaring – Daun ( leaf )

4) Penyaring tabung ( tubular / candle filter )

5) Penyaring – Teromol

6) Penyaring Sabuk mendatar (horizontal belt filter)

3. Macam-Macam Filter

Penyaring berfungsi menahan dan menyangga partikel padatan . syarat penyaring yang baik :

- secara mekanis kuat

- tahan korosi ( terhadap cairan yang ditangani )

- memberikan tahanan yang kecil terhadap aliran ( porosity besar )

Macam- macam filter antara lain:

a. Filter Gravitasi (Gravity Filter)

b. Filter Pelat dan Bingkai

 c. Batch Leaf Filter

d. Filter Press

Perawatan filtrasi harus dirawat secara kontinu agar umur pakai peralatan menjadi lebih panjang. Langkah-langkah perawatan sebagai berikut :

 Media penyaring dibersihkan dengan diblower menggunakan udara sehingga partikel-partikel yang ada di pori-pori penyaring tidak menempel lagi.

Kantong penyaring untuk pembersih gas juga dibersihkan dari media padatan atau partikel.

Penyaring bercangkang dan berdaun juga dibersihkan dari debu dan karat sehingga media penyaringan tersebut akan bekerja secara optimum.

DAFTAR PUSTAKA

Anonym.1995.farmakope Indonesia edisi IV.Departemen Kesehatan Republik Indonesia,Jakarta

Anonym.2001.Pedoman Cara Pembuatan Obat Yang Baik.BPOM,Jakarta

Anonym.2001.Petunjuk Operasional Penerapan Cara Pembuatan Obat Yang Baik.BPOM,Jakarta

Gandjar, et al.,.2007.Kimia Farmasi Analisis.Pustaka Pelajar,Yogyakarta

Huisman, L. 1975. Slow Sand Filter. Netherlands: Delft University of Technology.

Kertiasa,Nyoman.2006.Laboratorium Sekolah & Pengelolaannya.Pudak Scientific,Bandung.

Voight,R.1994.Buku Pelajaran Teknologi Farmasi Edisi Kelima.Penerbit Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.