Definisi Filtrasi
Filtrasi adalah proses yang digunakan untuk memisahkan padatan dari cairan atau gas dengan menggunakan media saring yang memungkinkan cairan tersebut lewat, tapi bukan padatan. Istilah “filtrasi” berlaku baik filter itu mekanis, biologis, atau fisik. Cairan yang melewati filter disebut filtrat. Media saringannya bisa berupa filter permukaan, yang merupakan padatan yang menjebak partikel padat, atau saringan dalam, yang merupakan bahan dasar yang menjebak padatan.
Filtrasi biasanya merupakan proses yang tidak sempurna. Beberapa cairan tetap berada di sisi umpan filter atau masih berada di media filter dan beberapa padatan kecil lolos melalui filter. Sebagai teknik kimia selalu ada beberapa produk yang hilang, entah itu cairan atau padatan yang terkumpul.
Contoh Filtrasi
Filtrasi merupakan teknik pemisahan yang penting di laboratorium, selain itu juga biasa terjadi dalam kehidupan sehari-hari.
Pembuatan bir kopi melibatkan air panas yang melewati melalui kopi bubuk dan saringan. Kopi cair adalah filtratnya. Teh celup juga mempunyai proses yang sama, yaitu menggunakan kantong teh (kertas filter).
Ginjal adalah contoh filter biologis. Darah disaring oleh glomerulus. Molekul penting diserap kembali ke dalam darah.
AC dan banyak penyedot debu menggunakan filter HEPA untuk menghilangkan debu dan serbuk kecil dari udara.
Banyak akuarium menggunakan filter yang mengandung serat yang menangkap partikulat padat.
Filter sabuk memulihkan logam mulia selama penambangan.
Air dalam sumber air relatif murni karena telah disaring melalui pasir dan batuan permeabel di tanah.
Metode Filtrasi
Ada berbagai jenis filtrasi. Metode mana yang digunakan sangat bergantung pada apakah padatan adalah partikulat (tersuspensi) atau dilarutkan dalam cairan.
Filtrasi Umum: Bentuk filtrasi yang paling dasar adalah menggunakan gravitasi untuk menyaring campuran. Campuran dituangkan dari atas ke media saringan (mis., Kertas saring) dan gravitasi menarik cairan ke bawah. Padatan tertinggal pada filter, sedangkan cairan mengalir di bawahnya.
Filtrasi Vakum: Labu Büchner dan selang digunakan untuk menarik vakum untuk menyedot cairan melalui saringan (biasanya dengan bantuan gravitasi). Ini sangat mempercepat pemisahan dan bisa digunakan untuk mengeringkan padatan. Teknik yang terkait menggunakan pompa untuk membentuk perbedaan tekanan pada kedua sisi saringan. Filter pompa tidak perlu vertikal karena gravitasi bukan sumber perbedaan tekanan pada sisi saringan.
Filtrasi dingin: Penyaringan dingin digunakan untuk mendinginkan larutan dengan cepat, mendorong terbentuknya kristal kecil. Ini adalah metode yang digunakan saat awalnya padatan kemudian dilarutkan. Metode yang umum adalah menempatkan wadah dengan larutan dalam bak es sebelum filtrasi.
Filtrasi Panas: Dalam filtrasi panas, larutan, filter, dan corong dipanaskan untuk meminimalkan pembentukan kristal selama penyaringan. Corong beruap berguna karena tidak banyak daerah permukaan untuk pertumbuhan kristal. Metode ini digunakan ketika kristal akan menyumbat saluran atau untuk mencegah kristalisasi komponen kedua dalam campuran.
Terkadang alat bantu filter digunakan untuk memperbaiki aliran melalui filter. Contoh alat bantu filter adalah silika, tanah diatom, perlit, dan selulosa. Alat bantu filter dapat ditempatkan pada filter sebelum filtrasi atau dicampur dengan cairan. Alat bantu ini dapat membantu mencegah penyumbatan saringan dan dapat meningkatkan porositas “lapisan” atau umpan ke saringan.
Filtrasi Versus Sieving
Teknik pemisahan yang terkait adalah sieving. Sieving mengacu pada penggunaan mesh tunggal atau lapisan berlubang untuk mempertahankan partikel besar, sambil membiarkan bagian yang lebih kecil keluar. Dalam filtrasi, sebaliknya, filter adalah kisi atau memiliki banyak lapisan. Cairan mengikuti saluran di media untuk melewati filter.
Alternatif untuk Filtrasi
Dalam beberapa situasi, ada metode pemisahan yang lebih baik daripada penyaringan. Misalnya, untuk sampel yang sangat kecil dimana penting untuk mengumpulkan filtrat, media saringan bisa menyerap terlalu banyak cairan.
Dalam kasus lain, terlalu banyak padatan menjadi terjebak dalam media saringan. Dua proses lain yang dapat digunakan untuk memisahkan padatan dari cairan adalah dekantasi dan sentrifugasi. Sentrifugasi melibatkan pemintalan sampel, memaksa padatan yang lebih berat ke dasar wadah. Dekantansi bisa digunakan mengikuti sentrifugasi atau dengan sendirinya. Dalam dekantasi, cairan tersebut disedot atau dituangkan dari padatan setelah jatuh dari larutan.