## Filtrasi Ampas Jahe Menggunakan Filter Press

## Ade Lina Yulifianti*, Bella Eristi R., Mawar Puspita N.  Dwi Handayani
Departemen Teknologi Industri, Sekolah Vokasi, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto, Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah 50275, Indonesia
Email: adelinafianti@gmail.com

## Abstrak
Ampas  jahe  hasil  buangan  proses  industri  jamu  masih  mengandung  sari  jahe.  Pengolahan  ulang  dengan pelarutan  dan  penyaringan  dengan plate  and  frame  filter  press dapat  dilakukan  untuk  mengisolasinya. Penggunaan variabel konsentrasi umpan 0,2 kg/liter, 0,4 kg/liter, dan 0,6 kg/liter.  Menggunakan  tekanan tetap 2 kg/cm 2 dan laju alir 5,66x10 -11 m/s 2 , dihitung nilai tahanan spesifik ampas (α), tahanan ampas (Rc), tahanan  medium  filter  (Rm)  untuk  mengetahui  efesiensi  kinerja  alat  filter  press.  Proses  filtrasi  dilakukan secara batch. Hasil perhitungan menunjukkan  nilai α, Rc, dan Rm tertinggi pada konsentrasi 0,6 kg/L yaitu α (4,98x10 6 m/kg), Rc (1,35x10 8 m -1 ), Rm (3,79x10 11 m -1 ). Efektivitas produk yang dihasilkan diketahui melalui pengukuran  konsentrasi  sari  jahe  pada  hasil  filtrat.  Pengujian  konsentrasi  menggunakan  centrifuge  dan analisa Total  Suspended  Solid (TSS).  Hasil  analisa  centrifuge  menyatakan  bahwa  semakin  besar  konsentrasi umpan,  maka  semakin  besar  pula  konsentrasi  produk.  Konsentrasi  sari  jahe  tertinggi  yang  didapat  6,67%, terdapat  pada  variable  konsentrasi  umpan  0,6  kg/liter.  Begitu  pula  dengan  uji  TSS,  konsentrasi  umpan  0,6 kg/liter menghasilkan TSS terbesar yaitu 277 mg/l.
Kata Kunci : Ampas jahe, filtrasi, konsentrasi, filter press

## Abstract

## Ginger Pulp Filtration Using Filter Press
Ginger  pulp  from  the  process  of  industrial  herbs  still  contains  ginger  juice.  Reprocessing  ginger  pulp  with dissolving and filtering with plate and frame filter press be done to isolate it. Use feed variable concentration 0.2 kg/liter, 0.4 kg/liter, and 0.6 kg/liter.  Fixed pressure used is 2 kg/cm 2 and flow rate use 5.66x10 -11 m/s 2 , will calculate the specific prisoner value of the pulp (α), Prisoner of Pulp (Rc), Prisoner of medium filter (Rm) to know the  efficiency  of  the  performance  of  filter  press.  The  filtration  process  done  in  batches.  The  results  of  the calculation show the highest value of α, Rc, and  Rm at concentrations 0.6 kg/litre are α (4.98x10 6 m/kg), Rc (1.35x10 8 M -1 ), Rm (3.79x10 11 M -1 ). Effectiveness of the resulting products was known through measurements of ginger juice concentrations infiltrate results. Concentration testing using a centrifuge and Total Suspended Solid (TSS) analysis. Result of centrifuge analysis states that the greater the concentration of feed, that the greater the concentration  of  the  product.  The  highest  concentrations  of  ginger  juice  gained  6.67%,  there  is  a  variable concentration  feed  0.6  kg/litre.  Similarly,  the  test  of  TSS,  the  concentration  feed  0.6  kg/litre  resulted  in  the largest TSS 277 mg/l.
Keywords : Ginger pulp, filtration, concentration, filter press

## PENDAHULUAN
Ampas  jahe  yang  dihasilkan  dari  proses pengepresaan,  biasanya  langsung  dibuang  atau
dijadikan pakan ternak. Mengingat kandungan sari jahe  yang  masih  tertinggal  di  dalam  ampas  jahe masih  memiliki  nilai  ekonomis,  maka  dilakukan pengolahan  kembali.  Pengolahan  kembali  dapat
Metana : Media Komunikasi Rekayasa Proses dan Teknologi Tepat Guna Desember 2019 Vol. 15(2):43-48
meningkatkan  efesiensi  produk  dan  mengurangi limbah buang. Proses pemoptimalan pengambilan sari jahe dari ampas jahe dapat dilakukan dengan pelarutan  dan  filtrasi  kembali  (Handayani  dan Ikhsan, 2012).
Filtrasi (penyaringan) adalah
proses pemisahan  antara  padatan/koloid  dari  cairan (Rachma  dan  Suparno,  2016). Filtrasi  dapat  juga diartikan  sebagai  proses  pemisahan  liquid-liquid dengan  cara  melewatkan  liquid  melalui  media berpori  atau  bahan-bahan  berpori  untuk menyisihkan  atau  menghilangkan  sebanyak- banyaknya  butiran-butiran  halus  zat  padat tersuspensi  dari  liquda  (Pangestu,  2016).  Salah satu alat filter yang sering digunakan adalah filter press.  Menurut  Sutherland  2008,  filter  press merupakan salah satu jenis filter tertua. Filter press selama  seabad  terakhir  menjadi  filter  tekanan proses  yang  paling  penting,  dan  tetap  penting hingga hari ini, meskipun terdapat jenis filter yang kompetitif.  Filter  ini  telah  menjaga  peran  utama dalam  perkembangan  media  filter  yang memungkinkannya untuk mengimbangi permintaan  pasar  untuk  efisiensi  penyaringan yang ditingkatkan, efisiensi energi yang lebih baik, tingkat  kejernihan  yang  lebih  tinggi  dalam  filtrat dan  beberapa  ukuran  otomatisasi.  Hampir  setiap jenis media filter, tersedia dalam bentuk lembaran dan  dengan  kemampuan  untuk  menolak perbedaan  tekanan  yang  terlibat  dalam  filter press.  Banyak  industri  yang  lebih  memilih  untuk menggunakan  sistem  filter  bertekanan  (filter press)  untuk  proses  penyaringan  dan  pemurnian bahan.  Alat  ini  akan  bekerja  berdasarkan driving force ,  yaitu  perbedaan  tekan.  Alat  ini  dilengkapi dengan  kain  penyaring  yang  disebut filter  cloth , yang  terletak  pada  tiap  sisi  platenya  untuk memisahkan  padatan  cairan  dengan  media berpori yang meneruskan cairannya dan menahan padatannya (Geankoplis, 1983).
Penilaian  kinerja  alat  dan  hasil  produk  dapat digunakan  sebagai  tolak  ukur  sebagai  efektivitas kinerja  alat.  Efektivitas  kinerja  alat  dapat  ditinjau berdasarkan  nilai  Tahanan  Medium  Filter  (Rm), Tahanan Ampas (Rc), Tahanan Spesifik Ampas (α), dan  laju  filtrasi.  Sedangakan  efektivitas  produk dapat  ditinjau  dari  besar  kecilnya  konsentrasi produk  yang  dihasilkan.  Parameter  tersebut  diuji dan dibandingkan dengan hasil variasi konsentrasi feed pada saat proses filtrasi.
Penelitian ini bertujuan mengetahui konsentrasi  feed  terbaik  yang  menghasilkan efektivitas  produk  tertinggi  dan  efesiensi  kinerja tertinggi plate and frame filter press dalam proses.

## METODOLOGI
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium  OTK Teknik  Kimia  Universitas  Diponegoro  dengan sampel  ampas  jahe  yang  dihasilkan  dari  home Industri  UD  Tiga  Dara  di  daerah  Ungaran  Jawa Tengah.  Pengujian  ditinjau  dari  efektivitas  kinerja alat  meliputi  nilai  Tahanan  Medium  Filter  (Rm), Tahanan Ampas (Rc), Tahanan Spesifik Ampas (α) menggunakan  metode perhitungan excel sebagai penentu  nilai  slope  dan  intersept.  Sedangkan pengujian efesiensi produk diketahui berdasarkan konsentrasi  produk  sari  jahe  melalui  Uji Total Suspended  Solid (TSS)  dan  Centrifuge  sebagai pendekatan  nilai  besar  konsentrasi  produk  sari jahe.  Rancangan  pengujian  menggunakan  alat Plate  and  Frame  Filter  Press  dengan  kondisi operasi tekanan 2 kg/cm 2 , laju alir 5,66x10 -11 m/s 2 dan  variable  bebas  yang  digunakan  adalah konsentrasi  umpan  larutan  jahe  0,2  kg/liter  ,  0,4 kg/liter dan 0,6 kg/liter.
Tahap  awal  yaitu  penyiapan  alat  dan preparasi  sampel.  Tahap  berikutnya  melakukan proses filtrasi tiap variable dan mencatat v/t filtrat yang keluar. Nilai tahanan medium filter dan nilai tahanan  ampas  dapat  dihitung  berdasar  nilai slope  dan  intersept  dari  grafik  yang  dihasilkan. Nilai konsentrasi produk diukur melalui pendekatan nilai hasil uji TSS dan centrifuge.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  pengambilan  sari  jahe  dengan metode  filtrasi,  menggunakan  alat  filter  press plate  and frame. Pengoptimalah proses dilakukan dengan  menggunakan  konsentrasi  feed  yang berbeda yaitu 2 kg ampas jahe dalam 10 liter air, 4 kg ampas jahe dalam 10 liter air dan 6 kg ampas jahe  dalam  10  liter  air.  Variable  kendali  lainnya yaitu  menggunakan  tekanan  2  kg/cm 2 ,  laju  alir umpan 5,66x10 -11 m/s 2 , suhu terukur 34 o C. Mekanisme  kerja  alat  filter  press  ini  adalah umpan larutan ampas jahe masuk dari tangki feed lalu  masuk  ke  alat  melaui  pipa.  Pada  alat filter press terdapat plate dan frame serta  dua filter cloth untuk setiap frame . Ampas jahe yang masuk
Metana : Media Komunikasi Rekayasa Proses dan Teknologi Tepat Guna Desember 2019 Vol. 15(2):43-48
disaring  dan  cake  akan  menempel  pada filter cloth . Filtrat dari proses ini akan mengalir melalui saluran lalu masuk ke tangki penampungan. Data filtrasi  t/v  ,  densitas  dan  viskositas  digunakan untuk  menghitung    nilai  tahanan  spesifik  ampas (α),  tahanan  ampas  (Rc),  tahanan  medium  filter (Rm)  dan  laju  filtrasi  (dv/t).  Analisa  konsentrasi filtrat juga dilakukan dengan cara sentrifugasi dan analisa  TSS  untuk  mengetahui  variable  yang menghasilkan sari jahe paling optimum.

## Mencari Nilai Slope dan Intersep dengan Kurva t/V vs V
Nilai  t/V  vs  V  digunakan  untuk  mencari slope  dan  intersep  dalam  persamaan  y=ax  +  b. Slope  dimasukkan  sebagai  nilai  Kp  dan  Intersep nilai  B  dalam  rumus  penentuan  tahanan  spesifik ampas  (α),  tahanan  ampas  (Rc),  tahanan  medium filter  (Rm)  dan  laju  filtrasi  (dv/t).  Data  t/V diperoleh  saat  proses  filtrasi.  Filtrat  yang  keluar dari  valve  keluaran  proses  diukur  waktu  setiap volume filtrat kelipatan 50 ml di awali dari 100 ml dan  diakhiri  500  ml.  Nilai  t/V  diplotkan berbanding  dengan  volume  (dalam  m 3 )  sehingga didapat  persamaan  garis  pada  konsentrasi  0,2 kg/liter  adalah  y  =  1793,9x  +  70571,  pada konsentrasi 0,4 kg/liter adalah y=3876,4x+119155 dan pada konsentrasi 0,6 kg/L adalah 7311,77x + 205284 (Gambar 1).
Terlihat  pada  Gambar  1,  bahwa  setiap variable  konsentrasi  yang  berbeda,  garis  lurus yang didapatkan berbeda. Konsentrasi 0,2 kg/liter memiliki  nilai  t/V  paling  kecil  disusul  konsentrasi 0,4 dan 0,6 kg/L. Hal tersebut menyatakan bahwa semakin  tinggi  konsentrasi  umpan,  makan  hasil filtrat  yang  keluar  akan  membutuhkan  waktu semakin lama.

## Hubungan Antara Konsentrasi dengan Tahanan
Spesifik Ampas ( α ) dan Tahanan Ampas (Rc)
Berdasarkan  data  dari  persamaan  garis  t/V vs  V,  maka  nilai  tahanan  spesifik  ampas  (α)  dan tahanan  ampas  (Rc)  dapat  ditentukan.  Terlihat grafik  pada  Gambar  2,  tahanan  spesifik  ampas, pada  konsentrasi  0,2  kg/l  nilai  ꭤ  sebesar  4,38  x 10 8 , pada  konsentrasi 0,4 kg/l sebesar 4,44, x 10 8 dan pada  konsentrasi 0,6 kg/l sebesar 4,95 x 10 8 . Sedangkan pada grafik Gambar 3 tahanan ampas (Rc),  pada  konsentrasi  0,2  kg/l  nilai  Rc  sebesar 3,96 x 10 7 , pada konsentrasi 0,4 kg/l sebesar 8,05, x 10 7 dan pada konsentrasi 0,6 kg/l sebesar 1,35 x 10 8 .    Tahanan  spesifik  ampas  (α)  merupakan hambatan yang dimiliki oleh suatu ampas tertentu terhadap  slurry.  Konstanta  α  berfungsi  umtuk mempermudah perhitungan dalam memperkirakan  berapa  jumlah  filtrat  yang dihasilkan dalam waktu tertentu dan untuk
Gambar 1 . Grafik Hubungan t/V vs V 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 0,0001 0,00015 0,0002 0,00025 0,0003 0,00035 0,0004 0,00045 0,0005 t/ V V Kons. 2kg/10L
Kons. 4kg/10L
Kons. 6kg/10L
Gambar 2 . Grafik Hubungan Konsentrasi dengan Tahanan Spesifik Ampas (α)
Gambar 3. Grafik Hubungan Konsentrasi dengan Tahanan Ampas (Rc)
menghitung  waktu  yang  diperlukan  untuk mendapat sejumlah volume filtrat tertentu.
Nilai  tahanan  spesifik  ampas  dan  tahanan ampas  mengalami  kenaikan  seiring  naiknya konsentrasi  umpan  meskipun  kenaikan  tidak signifikan.  Hal  ini  dikarenakan  viskositas  umpan yang semakin tinggi sehingga akan banyak ampas yang  tertahan  pada filter  cloth sehingga  filtrat yang keluar akan membutuhkan waktu yang lebih lama.

## Hubungan Antara Konsentrasi dengan Tahanan Medim Filter (Rm)
Selain  nilai  tahanan  spesifik  ampas  dan tahanan  ampas,  nilai  tahanan  medium  filter  juga dapat dihitung dari hasil data sebelumnya. Terlihat
dari  kurva  Gambar  4,  semakin  besar  konsentrasi umpan maka nilai tahanan medium filter semakin meningkat. Pada konsentrasi umpan 0,2 kg/l nilai Rm  sebesar  1,79  x  10 11 ,  konsentrasi  0,4  kg/l sebesar  2,39  x  10 11 dan  konsentrasi  0,6  kg/l sebesar  3,79  x  10 11 .  Nilai  tahanan  medium  filter akan  semakin  meningkat  seiring  meningkatnya konsentrasi  umpan.  Konsentrasi  umpan  yang meningkat  membuat  tahanan  spesifik  ampas meningkat,  dan  ketika  tahanan  spesifik  ampas tinggi  makan  tahanan  medium  filter  juga  tinggi karena  banyaknya  ampas  yang  tertahan  pada filter.
Secara  teori,  tahanan  medium  filter  dan tahanan cake berbanding lurus dengan
konsentrasi  slurry  (Sahruromdon  dan  Septiriana,
4,38,E+08 4,44,E+08 4,95,E+08 3,90,E+08 4,00,E+08 4,10,E+08 4,20,E+08 4,30,E+08 4,40,E+08 4,50,E+08 4,60,E+08 4,70,E+08 4,80,E+08 4,90,E+08 5,00,E+08 0,2 0,4 0,6 Tah an an Sp e si fi k A m p as (m /kg) Konsentrasi kg/L 3,96,E+07 8,05,E+07 1,35,E+08 0,00,E+00 2,00,E+07 4,00,E+07 6,00,E+07 8,00,E+07 1,00,E+08 1,20,E+08 1,40,E+08 1,60,E+08 0,2 0,4 0,6 Taha nan A m pas (m -1) Konsentrasi (kg/L)
Metana : Media Komunikasi Rekayasa Proses dan Teknologi Tepat Guna Desember 2019 Vol. 15(2):43-48
2017).  Namun  pada  penelitian  yang  dilakukan oleh  Sahruromdon  dan  Septiriana  (2017),  ada penambahan  perbedaan  variabel  jumlah  plate sehingga  hasil  yang  didapatkan  kurang  sesuai, dimana konsentrasi slurry yang digunakan adalah 1 %; 1,5% ; dan 2%. Kesimpulan hasil tahanan cake terendah  pada  konsentrasi  1,5%.  Penelitian  lebih lanjut  dengan  pengukuran  konsentrasi  filtrat dapat  dilakukan  untuk  menjelaskan  perbedaan hasil dari teori yang sudah dipaparkan.

## Hubungan  Antara  Konsentrasi  Umpan  dan Konsentrasi Sari Jahe yang Dihasilkan
Konsentrasi  ampas  jahe  yang  diumpankan, selain  mempengaruhi  konstanta-konstanta  filtrasi yang  lebih  mengarah  keperancangan  alat, ternyata  juga  sangat  berpengaruh  pada  hasil produk (Gambar 5).
Sari jahe sebagai tujuan utama filtrasi, perlu diukur konsentrasinya untuk menentukan variable konsentrasi umpan
terbaik. Pengukuran konsentrasi  dapat  dilakukan  dengan  metode- metode  sederhana  salah  satunya  yang  kami gunakanan  untuk  analisa  adalah  dengan  cara sentrifugasi dan analisa TSS dengan gravimetri.
Filtrat dari berbagai variabel konsentrasi yang keluar  dari  valve  keluaran  filtasi  ditampung  dan disentrifug  selama  kurang  lebih  10  menit  maka akan  terbentuk  2  lapisan  antara  sari  jahe  dan  air. Besar  kecilnya  konsentrasi  sari  jahe  dapat  diukur tinggi  rendahnya  lapisan  pertama  berbanding dengan  tinggi  keseluruhan  cairan.  Dilihat  dari kurva  Gambar  5,  didapatkan  dari  variable konsentrasi umpan 0,2 kg/l dihasilkan konsentrasi sari  jahe  sebesar  5  %.  Untuk  konsentrasi  umpan 0,4 kg/l dan 0,6 kg/L masing-masing yaitu 6,11 %
Gambar 4. Kurva Hubungan Tahanan Filter vs Konsentrasi
Gambar 5 . Kurva Hubungan Konsentrasi Umpan dan Konsentrasi Sari Jahe 1,79E+11 2,39E+11 3,79E+11 0 5E+10 1E+11 1,5E+11 2E+11 2,5E+11 3E+11 3,5E+11 4E+11 0,2 0,4 0,6 Taha nan M edium F ilt er (m -1) Konsentrasi (kg/L) 5 % 6,11% 6,67 % 0,254 0,27 0,277 y = 0,835x + 4,2567 R² = 0,9651 y = 0,0115x + 0,244 R² = 0,9514 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 0,2 0,4 0,6 Konse ntras i Sa ri Jahe Konsentrasi Umpan (kg/l) Centrifuge (%) TSS (g/L)
Metana : Media Komunikasi Rekayasa Proses dan Teknologi Tepat Guna Desember 2019 Vol. 15(2):43-48
dan  6,67  %.  Konsentrasi  sari  jahe  mengalami peningkatan  seiring  meningkatnya  konsentrasi umpan  ampas  jahe.  Namun  peningkatan konsentrasi sari jahe tidak begitu signifikan. Begitu pula  dalam  uji  TSS.  Padatan  yang  tertahan  pada kertas  saring  dianggap  sebagai  sari  jahe sedangakan  air  akan  lolos  penyaringan.  Pada variable konsentrasi 0,2 kg/l nilai total suspended solid  sebesar  0,254  g/l  atau  254  mg/l.    Pada konsentrasi  0,4  kg/l  sebesar  270  mg/l  dan konsentrasi 0,6 kg/l sebesar 277 kg/l. Hal ini sudah sesuai  teori  dimana  konsentrasi  umpan  yang semakin  tinggi,  makan  konsentrasi  ampas  jahe yang dihasilkan akan semakin besar.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah kami  lakukan  dengan  melakukan  3  variable  uji beda konsentrasi umpan ampas jahe 0,2 kg/L, 0,4 kg/L  dan  0,6  kg/L,  dapat  diketahui  bahwa  Nilai tahanan  spesifik  ampas  (α),  Nilai  tahanan  ampas (Rc),  dan  Nilai  tahanan  medium  filter  (Rm) terendah, masing-masing  yaitu  4,38 x 10 6 ; 3,3 x 10 7 ,  dan  1,56  x  10 11 pada  konsentrasi  umpan 0,2 kg/L, Kadar sari jahe tertinggi diuji secara TSS sebesar  270  mg/L  dan  uji  centrifuge  6,67%  pada konsentrasi  umpan  0,6  kg/L.  Semakin  tinggi konsentrasi umpan, maka nilai tahanan ampas dan tahanan  medium  filter  pada  filter  press  akan semakin  tinggi,  sebanding  dengan  peningkatan nilai  konsentrasi  produk.  Perbedaan  kadar  sari jahe  pada  beberapa  konsentrasi  tidak  begitu signifikan, sehingga dapat disimpulkan penggunaan  konsentrasi  umpan  sari  jahe  paling
tepat  untuk  mendapatkan  kinerja  filtrasi  terbaik dan  meningkatkan  serta  menjaga  umur  alat  filter press  yaitu  dengan  konsentrasi  umpan  2  kg ampas  jahe  per  10  liter  air  dan  beroperasi  pada tekanan  2  kg/cm 2 dan  laju  alir  umpan  5,66x10 -11 m/s 2 .

## DAFTAR PUSTAKA
Geankoplis, C.J., 1983, “ Transport Process and Unit Operation ”, Ally and Bacon,Inc, United State of America
Handayani,  D.  &  Ikhsan  Diyono  2012. Pemanfaatan  Ampas  Jahe  Limbah  Industri Jamu  Dan  Minuman  Untuk  Produksi  Minyak Jahe    Dengan  Destilasi  Kohobasi  Vacuum.
Metana , 8(1):24-29
Pangestu,  A.  &  Abriyani,  D.  2016.  Pengaruh Perbedaan  Tekanan  Terhadap  Nilai  Efisiensi Proses  Filtrasi  CaCO3  Dengan  Menggunakan Plate  and  Frame  Filter  Press.  Jurnal Laboratorium Operasi Teknik Kimia.
Rachma,  Z.N.  &  Suparno.  2016.  Sistem  Filtrasi Dengan Karbon Aktif Kayu Sengon, Kerikil Aktif Sungai Krasak, Dan Pasir Aktif Pantai Indrayanti Pada  Air  Sumur  Di  Lppmp  Uny  Sebagai  Air Minum . E-Journal Fisika , 5(2):76-81 Sahruromdon,  M.  &  Septiriana,  I.  2017.  Filtrasi Caco3  Menggunakan  Filter  Plate  &  Frame Dengan Variasi Konsentrasi Dan Variasi Jumlah Plate  &  Frame.  Universitas  Sultan  Ageng Tirtayasa. Cilegon Banten
Sutherland,  K.  2008. Filters  and  Filtration Handbook . Fifth edition. Elsevier: Hungary