Sentrifugasi Shinta Rosalia Dewi

Prinsip dasar Sentrifugasi adalah pemisahan partikel dari larutan /suspensi berdasarkan ukuran, bentuk, densitas, viskositas medium dan kecepatan rotor. Pemisahannya memanfaatkan gaya sentrifugal dan gaya gravitasi. Gaya tersebut yang menyebabkan pemisaham partikel.

Gaya

Gaya sentrifugal

Gaya sentrifugal

Contoh soal Untuk memisahkan partikel mikro dari larutannya, centifuge dioperasikan dengan kecepatan 40.000 rpm, berapakah kecepatan angular (dlm rad/s) ?

Relative centrifugal force (RCF) Fc : gaya centrifugal Fg : gaya gravitasi

Contoh soal Sebuah alat sentrifuge dioperasikan untuk memisahkan partikel menggunakan fixed rotor. Radian minimum dan maksimumnya masing-masing 3,5 cm dan 7 cm. rotor dioperasikan dengan kecepatan 20000 rpm, hitunglah kecepatan sentrifugal relatif pada bagian atas dan dasar tabung sentrifus!

Sentrifugasi Sentrifugasi dibedakan menjadi 2 : Laboratory centrifuges Preparative centrifuges

Laboratory centrifuges Digunakan untuk pemisahan skala kecil. Volume larutan yang dipisahkan antara 1 - 5000 ml Kecepatan : 1000 – 15000 rpm

Laboratory centrifuges Terdapat 2 tipe rotor yang digunakan : fixed angle rotors  tabung sentrifus diletakkan dengan sudut tertentu terhadap sumbu rotasi swing out rotors  tabung sejajar dengan sumbu rotasi (saat diam) tetapi ketika rotor bergerak, tabung berayun keluar sehingga mereka sejajar tegak lurus dengan sumbu rotasi.

Rotor

Waktu sentrifugasi Estimasi waktu sentrifugasi ditentukan : k = factor of the centrifuge S = Svedberg coefficient of the material being precipitated, 1 S = 10-13 s t = complete sedimentation time (min)

rmax = radial distance from the axis to the bottom of the tube (cm) rmin = radial distance from the axis to the top of the tube (cm) rpmmax = maximum rotation speed (/min)

Preparative centrifuge Digunakan dalam skala besar (1 liter sampai ratusan liter) Biasanya menggunakan tubular rotating chamber. Suspensi yang akan dipisahkan dimasukkan ke alat Supernatan dan endapannya dikumpulkan di ujung perangkat. Prosesnya continous

Tubular bowl centrifuge

Bowl centrifuge Laju umpan : 1.5-12 L/s (25-200 gal/min). Kecepatan rotasi : 1000-6000 rpm. g factor (ratio of centrifugal force to gravity force): 2000-3000. Sentrifugasi dengan volume lebih besar akan lebih efektif

Tubular bowl centrifuge Partikel di setiap titik tubular pada arah radial dapat dihitung dengan :

Kecepatan pergerakan partikel :

Hubungan waktu dan jarak (Bowl centrifuge)

Waktu sentrifugasi Bowl centrifuge

Volume liquid (Bowl centrifuge) b = panjang silinder (tinggi) Rw = jarak radial max RL = jarak radial min

Contoh Sebuah larutan yang mengandung partikel dengan densitas partikel 1461 kg/m3 dipisahkan dengan sentrifugasi. Densitas larutan 801 kg/m3 dan kekentalannya 100 cp. Sentrifus mempunyai bowl dengan rmax 0,02225 m dan rmin 0,00716 m dan tinggi 0,1970 m. hitunglah diameter partikel terbesarnya jika kecepatan yang digunakan sebesar 23000 rpm dan flow ratenya 0,002832 m3/h!

Disk stack centrifuge

Disk stack centrifuge Desainnya kompak dan memberikan hasil pemisahan yang lebih baik daripada standar tubular bowl centrifuge Umpan masuk dari atas alat dan terdistirbusi pada bagian bawah melewati poros berongga Partikel-partikel yang terlempar ke luar dan masuk ke disk stack, lalu padatan terpisah di pinggiran sentrifuge dan akan dikeluarkan Cairan yang terpisah mengallir melalui bagian atas.

Ultracentrifuge Kecepatannya lebih besar : 30000 – 50000 rpm Kecepatan yang sangat besar dapat menghasilkan energi yang besar. Biasanya digunakan untuk pemisahan makromolekul dari pelarut Ultracentrifuge biasanya digunakan untuk analisis serta preparative. Preparative ultracentrifuges  pemurnian makromolekul seperti protein dan asam

Reference Ghosh, R, 2006, Principles of bioseparation engineering Geankoplis, CJ, 1993, Transport Process and Unit Operations