Destilasi

Destilasi adalah suatu proses pemisahan yang sangat penting dalam berbagai industri kimia. Operasi ini bekerja untuk memisahkan suatu campuran menjadi komponen-komponennya berdasarkan perbedaan titik didih. Destilasi ini selalu digunakan untuk memisahkan minyak bumi menjadi fraksi-fraksinya, memisahkan suatu produk kimia dari pengotornya, dan sangat diperlukan dalam industri obat-obatan.Destilasi merupakan teknik pemisahan yang didasari atas perbedaan perbedaan titik didik atau titik cair dari masing-masing zat penyusun dari campuran homogen. Dalam proses destilasi terdapat dua tahap proses yaitu tahap penguapan dan dilanjutkan dengan tahap pengembangan kembali uap menjadi cair atau padatan. Atas dasar ini maka perangkat peralatan destilasi menggunakan alat pemanas dan alat pendingin (Gambar 15.7).

Proses destilasi diawali dengan pemanasan, sehingga zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap. Uap tersebut bergerak menuju kondenser yaitu pendingin (perhatikan Gambar 15.7), proses pendinginan terjadi karena kita mengalirkan air kedalam dinding (bagian luar condenser), sehingga uap yang dihasilkan akan kembali cair. Proses ini berjalan terus menerus dan akhirnya kita dapat memisahkan seluruh senyawa-senyawa yang ada dalam campuran homogen tersebut.

 Alat destilasi sederhanaContoh dibawah ini merupakan teknik pemisahan dengan cara destilasi yang dipergunakan oleh industri. Pada skala industri, alcohol dihasilkan melalui proses fermentasi dari sisa nira (tebu) myang tidak dapat diproses menjadi gula pasir. Hasil fermentasi adalah alcohol dan tentunya masih bercampur secara homogen dengan air. Atas dasar perbedaan titik didih air (100 oC) dan titik didih alcohol (70oC), sehingga yang akan menguap terlebih dahulu adalah alcohol. Dengan menjaga destilasi maka hanya komponen alcohol saja yang akan menguap. Uap tersebut akan melalui pendingin dan akan kembali cair, proses destilasi alcohol merupakan destilasi yang sederhana, dan mempergunakan alat seperti pada Gambar 15.7.

Gambar 15.7 Destilasi yang dilakukan secara bertahap dari minyak bumi

Proses pemisahan yang lebih komplek terjadi pada minyak bumi. Dalam minyak bumi banyak terdapat campuran (lihat Bab 10). Atas dasar perbedaan titik didihnya, maka dapat dipisahkan kelompok-kelompok produk dari minyak bumi. Proses pemanasan dilakukan pada suhu cukp tinggi, berdasarkan perbedaan titik didih dan system pendingin maka kita dapat pisahkan beberapa kelompok minyak bumi. Proses ini dikenal dengan destilasi fraksi, dimana terjadi pemisahan-fraksi-fraksi dari bahan bakar lihat Gambar 15.7. proses pemisahan minyak bumi.Cara kerja destilasi

Destilasi merupakan suatu perubahan cairan menjadi uap dan uap tersebut didinginkan kembali menjadi cairan. Unit operasi destilasi merupakan metode yang digunakan untuk memisahkan komponen-komponennya yang terdapat dalam salah satu larutan atau campuran dan bergantung pada distribusi komponen-komponen tersebu antara fasa uap dan fasa air. Syarat utama dalam operasi pemisahan komponen-komponen dengan cara destilasi adalai komposisi uap harus berbeda dengan komposisi cairan dengan terjadi keseimbangan larutan-larutan, dengan komponen-komponennya cukup dapat menguap.

Tahap destilasi

1. Evaporasi : memindahkan pelarut sebagai uap dari cairan2. Pemisahan uap-cairan didalam kolom dan untuk memisahkan komponen dengan titik didih lebih rendah yang lebih mudah menguap komponen lain yang kurang volatil.3. Kondensasi dari uap, serta untuk mendapatkan fraksi pelarut yang lebih volatil.

Macam - macam destilasi

1. Destilasi sederhanaTeknik pemisahan kimia untuk memisahkan dua atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh.

2. Destilasi bertingkatUntuk memisahkan dua atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang dekat.

3. Destilasi azeotropMemisahkan campuran azeotrop (campuran dua atau lebih komponen yang sulit dipisahkan) biasanya dalam prosesnya digunakan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tersebut, atau dengan menggunakan tekanan tinggi.

4. Destilasi uapMemisahkan zat senyawa cair yang tidak larut dalam air dan titik didihnya cukup tinggi sedangkan zat cair tersebut mencapai titik didihnya, zat cair sudah terurai, teroksidasi atau mengalami reaksi pengubahan (rearrangement). Destilasi uap adalah istilah umum untuk destilasi campuran air dengan senyawa yang tidak larut dalam air.

5. Destilasi vakumMemisahkan dua komponen yang titik didihnya sangat tinggi, metode yang digunakan adalah dengan menurunkan tekanan permukaan lebih rendah dari 1atm sehingga titik didihnya juga menjadi rendah, dalam prosesnya suhu yang digunakan untuk mendestilasinya tidak terlalu tinggi.

EVAPORASI Penguapan atau evaporasi adalah proses perubahan molekul di dalam keadaan cair (contohnya air) dengan spontan menjadi gas (contohnya uap air). Proses ini adalah kebalikan dari kondensasi. Umumnya penguapan dapat dilihat dari lenyapnya cairan secara berangsur-angsur ketika terpapar pada gas dengan volume signifikan.

Uap air yang telah menguap dari teh panas terkondensasi menjadi tetesan air. Gas air tidak terlihat, tetapi awan tetesan air adalah petunjuk dari penguapan yang diikuti oleh kondensasi.

Evaporasi merupakan pengambilan sebagian uap air yang bertujuan utuk meningkatkan konsentrasi padatan dari suatu bahan makanan cair. Salah satu tujuan lain dari operasi ini adalah untuk mengurangi volume dari suatu produk sampai batas-batas tertentu tanpa menyebabkan kehilangan zat-zat yang mengandung gizi. Pengurangan volume produk, akan mengakibatkan turunnya biaya pengangkutan. Disamping itu, juga akan meningkatkan efisiensi penyimpanan dan dapat membantu pengawetan, atas dasar berkurangnya jumlah air bebas yang dapat digunakan oleh microorganisma untuk kehidupannya. Operasi penguapan yang mungkin digunakan untuk suatu produk sangat bervariasi, hal ini tergantung pada karakteristik bahan produk. Dalam banyak kasus, karakteristik bahan ini berpengaruh pada design evaporator (alat penguap). Adapun contoh dari karakteristik bahan adalah kekentalan bahan dan kepekatan bahan terhadap suhu serta kemampuan bahan untuk membuat alat mengalami korosi.Menaikkan konsentrasi dari fraksi padatan di dalam produk bahan makanan cair adalah dengan menguapkan air bebas yang ada didalam produk. Proses penguapan ini dilakukan dengan menaikkan temperatur produk sampai titik didih dan menjaganya untuk beberapa waktu sampai konsentrasi yang diinginkan.

Ada empat komponen dasar yang dibutuhkan untuk melakukan penguapan.Keempat komponen tersebut terdiri dari :a) sebuah tabung penguapan,b) sebuah alat pindah panas,c) sebuah kondensor, dand) sebuah metode untuk menjaga tekanan vakum.Keempat komponen ini harus diperhatikan dalam merencanakan suatu evaporator. Sistem tekanan vakumnya harus dapat mengalirkan gas yang tidak terkondensasi agar bisa menjaga tekanan vakum yang diinginkan didalam tabung penguapan. Panas yang cukup harus dialirkan/ diberikan ke produk untuk penguapan sejumlah air yang diinginkan, serta sebuah kondensor yang berguna untuk mengembangkan dan memindahkan uap air yang diproduksi melalui penguapan. Keseimbangan massa dapat digunakan untuk menentukan laju penguapan untuk mendapatkan derajad konsentrasi yang diinginkan. Hubungan ini akan membawa kita untuk dapat menentukan jumlah medium pemanas yang dibutuhkan untuk mencapai penguapan yang diinginkan. Kunci penting lainnya yang perlu mendapat perhatian dalam perencanaan adalah pindah panas yang terjadi dari medium pemanas ke produk, dengan memperhatikan bahwa kebutuhan luas permukaan pindah panas tidak akan dapat dihitung tanpa terlebih dahulu menduga koefisien pindah panas keseluruhan bagi permukaan pemanas.

Walaupun parameter-parameter untuk design sudah dapat diduga secara tepat, akan tetapi masih ada faktor-faktor khusus yang ada pada produk yang berpengaruh pada design evaporator. Faktor-faktor ini akan mengakibatkan perhitungan menjadi lebih kompleks. Sebagai contoh adalah banyaknya padatan yang ada pada produk bahan makanan cair akan mengakibatkan titik didih yang lebih tinggi apabila dibandingkan dengan titik didih dari air pada tekanan yang sama. Perbedaan titik didih ini menjadi lebih besar dengan bertambah tingginya konsentrasi bahan makanan cair. Kerumitan ditambah lagi dengan tidak konstannya koefisien pindah panas konveksi, karena koefisien pindah panas ini merupakan fungsi dari kekentalan. Padahal telah diketahui bahwa selama proses penguapan, kekentalan produk selalu berubah karena terjadinya penguapan. Keadaan ini mengakibatkan koefisien pindah panas konveksi juga selalu berubah sesuai dengan kekentalan produk. Akhirnya, persoalan menjadi lebih kompleks dengan adanya sifat panas produk yang berubah menurut temperatur dan kadar air produk. Beberapa sifat zat cair yang di evaporasikan :

1. KonsentrasiJika konsentrasi meningkat, larutan akan bersifat individual. Densitas dan viskositasnya meningkat bersamaan dengan kandungan zat padatnya, hingga larutan menjadi jenuh, atau jika tidak menjadi terlalu lamban sehingga tidak dapat melakukan perpindahan kalor secara memadai. Jika zat cair jenuh di panaskan terus menerus maka akan terjadi pembentukan kristal, dan kristal-kristal ini harus dipisahkan karena dapat menyebabkan tabung evaporator tersumbat. Titik didihpun semakin bertambah jika kandungan zat padat bertambah, sehingga suhu didih larutan jenuh mungkin jauh lebih tinggi dari titik didih air pada tekanan yang sama.

2. Pembentukan busaBeberapa bahan tertentu, terutama zat organik, membusa pada waktu di uapkan. Busa yang stabil akan ikut keluar evaporator bersama uap, dan menyebabkan banyaknya bahan yang terbawa ikut. Dalam hal ekstrim, keseluruhan massa zat cair itu mungkin meluap ke dalam saluran uap keluar dan terbuang.3. Kepekaan terhadap suhuBeberapa bahan kimia farmasi,dan bahan makanan dapat rusak bila di panaskan pada suhu sedang, selama waktu singkat saja. Dalam mengkonsentrasikan bahan-bahan seperti itu diperlukan teknis khusus untuk mengurangi suhu zat cair dan menurunkan waaktu pemanasan. 4. KerakBeberapa larutan tertentu menyebabkan pembentukan kerak pada permukaan pemanasan. Hal ini menyebabkan koefisien menyeluruh makin lama makin berkurang sampai akhirnya kita terpaksa menghentikan operasi evaporator itu untuk membersihkannya. Bila kerak itu keras dan tidak dapat larut, maka perlu waktu yang lama dan biaya yang mahal untuk membersihkannya.5. Bahan konstruksiKita perlu menentukan bahan konstruksi dari evaporator, bila mungkin evaporator di buat dari baja. Akan tetapi, banyak larutan yang merusak bahan-bahan besi, atau menjadi terkontaminasi oleh bahan itu. Karena itu digunakan bahan konstruksi khusus, seperti tembaga, nikel, bja tahan karat, aluminium, grafit tak tembus, dan timbal. Tetapi bahan-bahan ini relatif mahal, oleh karena itu laju perpindahan kalor harus cepat/ tinggi agar dapat menurunkan biaya pokok peralatan.

Sifat-sifat lainnya yang penting yaitu:Kalor spesifik, Kalor konsentrasi, Titik beku, Pembebasan gas pada waktu mendidih, Sifat racun, Radioaktivitas, Bahaya ledak, persyaratan operasi steril ( bebas hama), dan lain-lain.Tentunya, hal ini semua akan memberikan pengaruh tersendiri terhadap design operator.

B. Prinsip Kerja Evaporasi ( Penguapan ) Proses evaporasi dengan skala komersial di dalam industri kimia dilakukan dengan peralatan yang namanya evaporator. Perlengkapan peralatan : Evaporator, kondensor, Injeksi uap, perangkap uap, perangkap tetes. Proses evaporasi didokumentasikan dalam lembar pelaporan sesuai data :1. Kerja kondensor2. Kerja injeksi uap3. Kerja perangkap uap4. Kerja perangkap tetesDengan sistem downstream, beberapa tahap dapat digunakan untuk isoloasi dan pemurnian produk. Struktur keseluruhan dari proses adalah pra-treatment, pemisahan solid-liquid, konsentrasi, purifikasi dan formulasi. Proses evaporasi terjadi pada tahap konsentrasi dari proses downstream dan digunakan secara luas untuk proses pembuatan makanan, kimia, dan mendaur ulang pelarut. Tujuan dari evaporasi adalah menguapkan air yang ada pada larutan yang mengandung produk yang diinginkan. Setalah proses pra-treatment dan separasi, luratan sering kali mengandung 85% air. Hal ini tidak cocok dengan penggunaan industri karena biaya yang dikeluarkan dalam proses dengan jumlah larutan yang banyak, karena membutuhkan peraltan yang lebih besar.

Air dapat dihilangkan dari larutan dengan dengan cara lain dari evaporasi, antara lain yaitu ekstrasi liquid-liquid, kristalisasi, dan presepsiasi. Perbedaan evaporasi dengan metode pengeringan lain adalah produk akhir evaporasi adalah liquid terkonsentrasi, bukan solid. Uap air digunakan sebagai pengubah fasa saat mengkonsentrasi komponen yang tidak tahan panas seperti protein dan gula. Panas diberikan pada larutan dan sebagian dari solvent berubah menjadi uap. Proses evaporator berlangsung pada temperature tinggi dengan tekanan yanf rendah.Panas diperlukan sebagai energi untuk molekul pada solvent pindah dari larutan menuju udara sekitar. Energi yang diperlukan molekul dapat disebut petensial termodinamika dari air pada larutan. Saat menguapkan air, lebih dari 99% energi diperlukan untuk memasok panas penguapan. Energi juga diperlukan untuk menghilangkan tegangan permukaan dari larutan. Energi yang diperlukan pada proses ini juga besar karena harus merubah fase, dari air menjadi uap air.

Saat merancang evaporator, jumlah uap yang diperlukan tiap unit massa pada konsentrasi yang telah ditentukan. Keseimbangan energi harus digunakan dengan asumsi panas yang hilang keluar sistem sangat kecil. Panas yang harus dipasok oleh uap pendingin sama dengan panas yang dibutuhkan untuk memanaskan larutan dan menguapkan air.

Cara kerja lainnya yaitu: Larutan yang mengandung produk diinginkan dimasukkan ke dalam evaporator dan melawati sumber panas. Panas akan merubah air pada larutan menjadi uap air. Uap air dibuang dari larutan dan dikondensasikan saat larutan konsentrasi tersebut masuk ke evaporasi tahap dua atau dikeluarkan dari sistem. Pada umumnya mesin evaporator terdiri dari empat bagian, bagian pemanas terdiri dari medium pemanas dimana uap dimasukkan. Bagian konsentrasi dan pemisahan dimana uap air yang dihasilkan dari penguapan air pada larutan dikeluarkan., bagian kondensasi yang akan mengkondesasi uap air, dan bagian pompa vakum yang menyediakan tekanan untuk meningkatkan sirkulasi sistem.Untuk evaporator vakum, prinsip kerja peralatan ini berdasarkan pada kenyataan bahwa penurunan tekanan akan menyebabkan turunnya titik didih cairan. Pada Anhydro laboratory Vacum Evaporator, keadaan vakum tersebut terutama dihasilkan dari pompa air yang memindahkan uap terkondensasi dan mendinginkan air dari kondensor.Kevakuman yang sebenarnya dalam evaporator ditentukan oleh efisiensi pompa, yang mana hal itu tergantung pada derajat kondensi uap dalam kondensor. Pada kondensi itu sendiri mengambil tempat (berlangsung) sesuai dengan banyaknya semprotan air yang didinginkan ke bagian puncak dari kondensornya. Inilah apa yang dimaksud dengan : kita bisa mengatur suhu didih yang sebenarnya pada alat tersebut.Panas yang dibutuhkan untuk penguapan cairan adalah berasal dari steam yang sudah jenuh. Steam tersebut mengalami pengembunan (dikondensikan) pada tabung, dan bersamaan dengan itu memberikan panasnya untuk penguapan. Steam yang telah diambil panasnya itu disebut juga kondensat, kemudian dipindahkan dari dasar calandria dan ditarik melalui kondensor menuju pompa. Calandria adalah tabung dimana terjadi pergerakan bahan pangan.Bahan cair yang akan ditingkatkan konsentrasinya itu bersirkulasi terus menerus pada alat dalam upaya untuk memperoleh perpindahan/pergerakan yang maksimal didalam calandria. Sirkulasi yang cepat akan mengurangi resiko terjadinya pengendapan pada permukaan tabung, dan dengan cepat membebaskan gelembung-gelembung uap dari bahan cair selama dalam perjalanan melalui evaporator.

C. Per pindahan Panas Di dalam EvaporatorBeberapa peralatan penguapan dapat langsung dipanasi dengan api. Api memanasi dinding ketel dan secara konduksi akan memanasi bahan yang terletak di dalam alat penguap. Akan tetapi umumnya evaporator mempergunakan panas tidak langsung dalam proses penguapannya.Pindah panas didalam alat penguapan diatur oleh persamaan pindah panas untuk pendidihan bahan cair dan dengan persamaan konveksi serta konduksi. Panas yang dihasilkan dari sumber harus dapat mencapai suhu yang sesuai untuk menguapkan bahan. Umumnya medium pembawa panasnya adalah uap yang diperoleh dari boiler atau dari suatu tahapan penguapan dalam alat penguapan lain. Perputaran bahan cair didalam alat penguapan merupakan hal yang penting, sebab perputaran mempengaruhi laju pindah panas dan dengan perputaran bahan yang baik akan meningkatkan laju penguapan.Evaporasi dilaksanakan dengan cara menguapkan sebagian dari pelarut pada titik didihnya, sehingga diperoleh larutan zat cair pekat yang konsentrasinya lebih tinggi. Uap yang terbentuk pada evaporasi biasanya hanya terdiri dari satu komponen, dan jika uapnya berupa campuran umumnya tidak diadakan usaha untuk memisahkan komponenkomponennya. Dalam evaporasi zat cair pekat merupakan produk yang dipentingkan, sedangkan uapnya biasanya dikondensasikan dan dibuang. Disinilah letak perbedaan antara evaporasi dan distilasi.

D. Jenis evaporator 1. Evaporator efek tunggal (single effect)Yang dimaksud dengan single effect adalah bahwa produk hanya melalui satu buah ruang penguapan dan panas diberikan oleh satu luas permukaan pindah panas.

2. Evaporator efek gandaDi dalam proses penguapan bahan dapat digunakan dua, tiga, empat atau lebih dalam sekali proses, inilah yang disebut dengan evaporator efek majemuk. Penggunaan evaporator efek majemuk berprinsip pada penggunaan uap yang dihasilkan dari evaporator sebelumnya.Tujuan penggunaan evaporator efek majemuk adalah untuk menghemat panas secara keseluruhan, hingga akhirnya dapat mengurangi ongkos produksi. Keuntungan evaporator efek majemuk adalah merupakan penghematan yaitu dengan menggunakan uap yang dihasilkan dari alat penguapan untuk memberikan panas pada alat penguapan lain dan dengan memadatkan kembali uap tersebut. Apabila dibandingkan antara alat penguapan n-efek, kebutuhan uap diperkirakan 1/n kali, dan permukaan pindah panas berukuran n-kali dari pada yang dibutuhkan untuk alat penguapan berefek tunggal, untuk pekerjaan yang sama.Pada evaporator efek majemuk ada 3 macam penguapan, yaitu :a. Evaporator Pengumpan Mukab. Evaporator Pengumpan Belakangc. Evaporator Pengumpan SejajarMacam Peralatan Pemanas / Penukar Panas : Tabung Pemanas, Ketel Uap (Boiler), Penukar Panas Spiral Melingkar, Penukar Panas Tipe Permukaan, Penukar Panas Dengan Tabung Dibagian Dalam, Pembangkit Ulang, Penukar Panas Tipe Tong, Penyemprot Air Panas, Pemasukan Uap Panas dan Penukar Panas Tipe Skrup.Macam Peralatan Penguapan / Evaporator : Evaporator Kancah Terbuka, Evaporator dengan Tabung Pendek yang Melintang, Evaporator dengan Tabung Pendek yang Tegak, Evaporator yang Mempunyai Sirkulasi Alamiah dengan Kalandria dibagian Luar, Evaporator dengan Sirkulasi yang Dipaksa, Evaporator Bertabung Panjang, Evaporator Piring, Evaporator Sentrifugal dan Evaporator Pengaruh Berganda.Macam Peralatan Pengering : Pengeringan dengan udara panas terdiri Pembakaran (kiln dyer), Pengering lemari, Pengering terowongan, Pengering konveyor, Pengering kotak, Pengering tumpukan bahan butiran/tepung, Pengering pneumatic, Pengering berputar, Pengering semprot, Pengering menara. Pengering dengan persentuhan dengan permukaan yang dipanasi terdiri Pengering tong (pengering lapisan, pengering rol), Papan pengering hampa udara, Pengering dengan roda dalam hampa udara.Pada banyak sistem pendinginan, refrigeran akan menguap di evaporator dan mendinginkan fluida yang melalui evaporator. Evaporator ini disebut sebagai direct-expansion evaporator. Berdasarkan zat yang didinginkan, evaporator dibedakan menjadi evaporator pendingin udara dan pendingin cairan. Berdasarkan konstruksinya, evaporator pendingin udara dibedakan menjadi plat, bare tube, dan finned evaporator. Evaporator plat biasa digunakan pada kulkas rumah. Evaporator pendingin udara ini umumnya digunakan untuk sistem pengkondisian udara (AC).

Evaporator pendingin cairan umumnya digunakan untuk mendinginkan air, susu, jus, dan kegunaan industri lainnya. Jenis evaporator yang sering digunakan adalah evaporator bare-tube karena proses pengambilan panas terjadi langsung dari bahan ke ferigeran. Terdapat bebrapa tipe evaporator yang sering digunakan, seperti pipa ganda, Baudelot cooler, tipe tank, shell and coil cooler dan shell and tube cooler. Tipe- tipe evaporator lainnya yaitu:

1. Evaporator Sirkulasi Alami/paksaEvaporator sirkulasi alami bekerja dengan memanfaatkan sirkulasi yang terjadi akibat perbedaan densitas yang terjadi akibat pemanasan. Pada evaporator tabung, saat air mulai mendidih, maka buih air akan naik ke permukaan dan memulai sirkulasi yang mengakibatkan pemisahan liquid dan uap air di bagian atas dari tabung pemanas.Jumlah evaporasi bergantung dari perbedaan temperatur uap dengan larutan. Sering kali pendidihan mengakibatkan sistem kering, Untuk menghidari hal ini dapat digunakan sirkulasi paksa, yaitu dengan manambahkan pompa untuk meningkatkan tekanan dan sirkulasi sehingga pendidihan tidak terjadi.

2. Falling Film EvaporatorEvaporator ini berbentuk tabung panjang (4-8 meter) yang dilapisi dengan jaket uap (steam jacket). Distribusi larutan yang seragam sangat penting. Larutan masuk dan memperoleh gaya gerak karena arah larutan yang menurun. Kecepatan gerakan larutan akan mempengaruhi karakteristik medium pemanas yag juga mengalir menurun. Tipe ini cocok untuk menangani larutan kental sehingga sering digunakan untuk industri kimia, makanan, dan fermentasi.

3. Rising Film (Long Tube Vertical) EvaporatorPada evaporator tipe ini, pendidihan berlangsung di dalam tabung dengan sumber panas berasal dari luar tabung (biasanya uap). Buih air akan timbul dan menimbulkan sirkulasi.

4. Plate EvaporatorMempunyai luas permukaan yang besar, Plate biasanya tidak rata dan ditopangoleh bingkai (frame). Uap mengalir melalui ruang-ruang di antara plate. Uap mengalir secara co-current dan counter current terhadap larutan. Larutan dan uap masuk ke separasi yang nantinya uap akan disalurkan ke condenser. Eveporator jenis ini sering dipakai pada industri susu dan fermntasi karena fleksibilitas ruangan. Tidak efektif untuk larutan kental dan padatan

5. Multi-effect EvaporatorMenggunakan uap pada tahap untuk dipakai pada tahap berikutnya. Semakin banyak tahap maka semakin rendah konsumsi energinya. Biasanya maksimal terdiri dari tujuh tahap, bila lebih seringkali ditemui biaya pembuatan melebihi penghematan energi. Ada dua tipe aliran, aliran maju dimana larutan masuk dari tahap paling panas ke yang lebih rendah, dan aliran mundur yang merupakan kebalikan dari aliran maju. Cocok untuk menangani produk yang sensitive terhadap panas sepertienzum dan protein.

E. Aplikasi dari evaporasi

Proses evaporasi telah dikenal sejak dahulu, yaitu untuk membuat garam dengan cara menguapkan air dengan bantuan energi matahari dan angin. Kegunaan utama dari evaporator adalah menguapkan air pada larutan sehingga larutan memiliki konsentrasi tertentu. Pada industri makanan dan minuman, agar memiliki mutu yang sama pada jangka waktu yang lama, dibutuhkan evaporasi. Misalnya untuk pengawetan adalah pembuatan susu kental manis.Evaporasi merupakan satu unit operasi yang penting dan biasa dipakai dalamindustri kimia dan mineral, misalnya industri aluminium dan gula. Evaporator juga digunakan untuk mengolah limbah radioaktif cair. Kegunaan lainnya adalah mendaur ulang pelarut mahal seperti hexane ataupun sodium hydroxide pada kraft pulping bisa juga untuk menguapkan limbah agar proses penanganan limbah lebih murah. Contoh-contoh Operasi Evaporasi dalam Industri Kimia lainnya yaitu : Pemekatan larutan NaOH, Pemekatan larutan KNO3, Pemekatan larutan NaCL, Pemekatan larutan nitrat dan lain-lain.

KONDENSASI

Kondensasi atau pengembunan adalah perubahan wujud benda ke wujud yang lebih padat, seperti gas (atau uap) menjadi cairan. Kondensasi terjadi ketika uap didinginkan menjadi cairan, tetapi dapat juga terjadi bila sebuah uap dikompresi (yaitu, tekanan ditingkatkan) menjadi cairan, atau mengalami kombinasi dari pendinginan dan kompresi. Cairan yang telah terkondensasi dari uap disebut kondensat. Sebuah alat yang digunakan untuk mengkondensasi uap menjadi cairan disebut kondenser. Kondenser umumnya adalah sebuah pendingin atau penukar panas yang digunakan untuk berbagai tujuan, memiliki rancangan yang bervariasi, dan banyak ukurannya dari yang dapat digenggam sampai yang sangat besar.

Kondensasi uap menjadi cairan adalah lawan dari penguapan (evaporasi) dan merupakan proses eksothermik (melepas panas). Air yang terlihat di luar gelas air yang dingin di hari yang panas adalah kondensasi.

Uap air di udara yang terkondensasi secara alami pada permukaan yang dingin dinamakan embun. Uap air hanya akan terkondensasi pada suatu permukaan ketika permukaan tersebut lebih dingin dari titik embunnya, atau uap air telah mencapai kesetimbangan di udara, seperti kelembapan jenuh. Titik embun udara adalah temperatur yang harus dicapai agar mulai terjadi kondensasi di udara.

Molekul air mengambil sebagian panas dari udara. Akibatnya, temperatur atmosfer akan sedikit turun. Di atmosfer, kondensasi uap airlah yang menyebabkan terjadinya awan. Molekul kecil air dalam jumlah banyak akan menjadi butiran air karena pengaruh suhu, dan tapat turun ke bumi menjadi hujan. Inilah yang disebut siklus air. [1]

Pengendapan atau sublimasi juga merupakan salah satu bentuk kondensasi. Pengendapan adalah pembentukan langsung es dari uap air, contohnya salju.

PENGERINGAN

Pengeringan adalah proses pengeluaran air atau pemisahan air dalam jumlah yang

relative kecil dari bahan dengan menggunakan energi panas. Hasil dari proses pengeringan

adalah bahan kering yang mempunyai kadar air setara dengan kadar air keseimbangan udara

(atmosfir) normal atau setara dengan nilai aktivitas air (aw) yang aman dari kerusakan

mikrobiologis, enzimatis dan kimiawi. Pengertian proses pengeringan berbeda dengan proses

penguapan (evaporasi). Proses penguapan atau evaporasi adalah proses pemisahan uap air dalam

bentuk murni dari suatu campuran berupa larutan (cairan) yang mengandung air dalam jumlah

yang relatif banyak. Meskipun demikian ada kerugian yang ditimbulkan selama pengeringan

yaitu terjadinya perubahan sifat fisik dan kimiawi bahan serta terjadinya penurunan mutu bahan.

Tujuan dilakukannya proses pengeringan adalah untuk:

1. Memudahkan penanganan selanjutnya

2. Mengurangi biaya trasportasi dan pengemasan

3. Mengawetkan bahan

4. Meningkatkan nilai guna suatu bahan atau agar dapat memberikan hasil yang baik

5. Mengurangi biaya korosi

Hal ini penting untuk menghindari proses pengeringan lampau dan pengeringan yang

terlalu lama, karena kedua proses pengeringan ini akan meningkatkan biaya operasi. Metodologi

dan teknik pengeringan dapat dikatakan baik apabila phenomena perpindahan masaa dan energi

pada proses pengeringan dapat dipahami.

2.2 Prinsip Dasar Pengeringan

Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah panas dan pindah massa

yang terjadi secara bersamaan (simultan). Proses perpindahan panas yang terjadi adalah dengan

cara konveksi serta perpindahan panas secara konduksi dan radiasi tetap terjadi dalam jumlah

yang relative kecil. Pertama-tama panas harus ditransfer dari medium pemanas ke bahan.

Selanjutnya setelah terjadi penguapan air, uap air yang terbentuk harus dipindahkan melalui

struktur bahan ke medium sekitarnya. Proses ini akan menyangkut aliran fluida dengan cairan

harus ditransfer melalui struktur bahan selama proses pengeringan berlangsung. Panas harus

disediakan untuk menguapkan air dan air harus mendifusi melalui berbagai macam tahanan agar

dapat lepas dari bahan dan berbentuk uap air yang bebas. Lama proses pengeringan tergantung

pada bahan yang dikeringkan dan cara pemanasan yang digunakan, sedangkan waktu proses

pengeringannya ditetapkan dalam dua periode (Batty dan Folkman. 1984), yaitu:

1. Periode pengeringan dengan laju tetap (Constant Rate Periode)

Pada periode ini bahan-bahan yang dikeringkan memiliki kecepatan pengeringan yang

konstan. Proses penguapan pada periode ini terjadi pada air tak terikat, dimana suhu pada

bahan sama dengan suhu bola basah udara pengering. Periode pengeringan dengan laju

tetap dapat dianggap sebagai keadaan steady.

2. Periode pengeringan dengan laju menurun (Falling Rate Periode)

Periode kedua proses pengeringan yang terjadi adalah turunnya laju pengeringan batubara

(R=0). Pada periode ini terjadi peristiwa penguapan kandungan yang ada di dalam

batubara (internal moisture).

Prinsip pengeringan biasanya akan melibatkan dua kejadian yaitu panas harus diberikan

pada bahan, dan air harus dikeluarkan dari bahan. Dua fenomena ini menyangkut pindah panas

ke dalam dan pindah massa ke luar. Yang dimaksudkan dengan pindah panas adalah peristiwa

perpindahan energi dari udara ke dalam bahan yang dapat menyebabkan berpindahnya sejumlah

massa (kandungan air) karena gaya dorong untuk keluar dari bahan (pindah massa). Dalam

pengeringan umumnya diinginkan kecepatan pengeringan yang maksimum, oleh karena itu

semua usaha dibuat untuk mempercepat pindah panas dan pindah massa. Perpindahan panas

dalam proses pengeringan dapat terjadi melalui dua cara yaitu pengeringan langsung dan

pengeringan tidak langsung.

Pengeringan langsung yaitu sumber panas berhubungan dengan

bahan yang dikeringkan, sedangkan pengeringan tidak langsung yaitu panas dari sumber panas

dilewatkan melalui permukaan benda padat (conventer) dan konventer tersebut yang

berhubungan dengan bahan pangan. Setelah panas sampai ke bahan maka air dari sel-sel bahan

akan bergerak ke permukaan bahan kemudian keluar. Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan

selama pengeringan adalah sebagai berikut:

1. Air bergerak melalui tekanan kapiler.

2. Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap bagian bahan.

3. Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-lapisan

permukaan komponen padatan dari bahan.

4. Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap.

2.3 Faktor-faktor yang berpengaruh dalam kecepatan pengeringan

Proses pengeringan suatu material padatan dipengaruhi oleh beberapa factor antara lain: luas

permukaan kontak antara padatan dengan fluida panas, perbedaan temperature antara padatan

dengan fluida panas, kecepatan aliran fluida panas serta tekanan udara. Berikut ini dijelaskan

tentang factor-faktor tersebut.

a. Luas Permukaan

Air menguap melalui permukaan bahan, sedangkan air yang ada di bagian tengah akan

merembes ke bagian permukaan dan kemudian menguap. Untuk mempercepat pengeringan

umumnya bahan yang akan dikeringkan dipotong-potong atau dihaluskan terlebih dulu. Hal ini

terjadi karena:

1. Pemotongan atau penghalusan tersebut akan memperluas permukaan bahan dan

permukaan yang luas dapat berhubungan dengan medium pemanasan sehingga air mudah

keluar,

2. Partikel-partikel kecil atau lapisan yang tipis mengurangi jarak dimana panas harus

bergerak sampai ke pusat bahan. Potongan kecil juga akan mengurangi jarak melalui

massa air dari pusat bahan yang harus keluar ke permukaan bahan dan kemudian keluar

dari bahan tersebut.

b. Perbedaan Suhu dan Udara Sekitarnya

Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan, makin cepat

pemindahan panas ke dalam bahan dan makin cepat pula penghilangan air dari bahan. Air yang

keluar dari bahan yang dikeringkan akan menjenuhkan udara sehingga kemampuannya untuk

menyingkirkan air berkurang. Jadi dengan semakin tinggi suhu pengeringan maka proses

pengeringan akan semakin cepat. Akan tetapi bila tidak sesuai dengan bahan yang dikeringkan,

akibatnya akan terjadi suatu peristiwa yang disebut "Case Hardening", yaitu suatu keadaan

dimana bagian luar bahan sudah kering sedangkan bagian dalamnya masih basah.

c. Kecepatan Aliran Udara

Udara yang bergerak dan mempunyai gerakan yang tinggi selain dapat mengambil uap air

juga akan menghilangkan uap air tersebut dari permukaan bahan pangan, sehingga akan

mencegah terjadinya atmosfir jenuh yang akan memperlambat penghilangan air. Apabila aliran

udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik, proses pengeringan akan semakin

cepat, yaitu semakin mudah dan semakin cepat uap air terbawa dan teruapkan.

d. Tekanan Udara

Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut

air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan udara makin

berkurang sehingga uap air dapat lebih banyak tetampung dan disingkirkan dari bahan.

Sebaliknya, jika tekanan udara semakin besar maka udara disekitar pengeringan akan lembab,

sehingga kemampuan menampung uap air terbatas dan menghambat proses atau laju

pengeringan.

Densitas batubara dapat bervariasi yang menunjukkan hubungan antara rank dan

kandungan karbon. Batubara dengan kandungan karbon 85% biasanya menunjukkan suatu

derajat ciri hidropobik yang lebih besar dari batubara dengan rank paling rendah. Bagaimanapun,

hasil temuan terbaru pada prediksi sifat hidropobik batubara mengindikasikan bahwa korelasi

kharakteristik kandungan air lebih baik dari pada kandungan karbon dan begitupun rasio

kandungan air/karbon lebih baik daripada rasio atomik oksigen/karbon. Begitupun, terdapat

suatu hubungan antara sifat hidropobik batubara dan kandungan air.

Udara merupakan medium yang sangat penting dalam proses pengeringan, untuk

menghantar panas kepada bahan yang hendak dikeringkan, karena udara satu-satunya medium

yang sangat mudah diperoleh dan tidak memerlukan biaya operasional. Oleh karena itu untuk

memahami bagaimana proses pengeringan terjadi, maka perlu ditinjau sifat udara.

2.4 Kinetika Pengeringan

Setiap material yang akan dikeringkan memiliki karakteristik kinetika pengeringan yang

berbeda-beda bergantung terhadap struktur internal dari material yang akan dikeringkan.

Kinetika pengeringan memperlihatkan perubahan kandungan air yang terdapat dalam

material untuk setiap waktu saat dilakukan proses pengeringan. Dari kinetika pengeringan

dapat diketahui jumlah air dari material yang telah diuapkan, waktu pengeringan, konsumsi

energy. Parameteri-parameter dalam proses pengeringan untuk mendapatkan data kinetika

pengeringan adalah

1. Moisture Content (X) menunjukkan kandungan air yang terdapat dalam material untuk

tiap satuan massa padatan. Moisture content (X) dibagi dalam 2 macam yaitu basis

kering (X) dan basis basah (X’). Moisture content basis kering (X) menunjukkan rasio

antara kandungan air (kg) dalam material terhadap berat material kering (kg).

Sedangkan moisture content basis basah (X’) menunjukka rasio antara kandungan air

(kg) dalam material terhadap berat material basah (kg)

2. Drying rate (N, kg/m2.s ) menunjukkan laju penguapan air untuk tiap satuan luas dari

permukaan yang kontak antara material dengan fluida panas. Persamaan yang

digunakan untuk menghitung laju pengeringan adalah

Ms adalah massa padatan tanpa air (kg)

A adalah luas permukaan kontak antara fluida panas dengan padatan (m2)

dX adalah perubahan moisture content dalam jangka waktu dt

dt adalah perubahan waktu (detik)

EKSTRAKSI

Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan dari bahan padat maupun cair dengan bantuan

pelarut. Pelarut yang digunakan harus dapat mengekstrak substansi yang diinginkan tanpa

melarutkan material lainnya. Ekstraksi merupakan proses pemisahan suatu bahan dari

campurannya, ekstraksi dapat dilakukan dengan berbagai cara. Ekstraksi menggunakan pelarut

didasarkan pada kelarutan komponen terhadap komponen lain dalam campuran. Seringkali

campuran bahan padat dan cair (misalnyabahan alami)tidak dapat atau sukar sekali dipisahkan

dengan metode pemisahan mekanis atau termis yang telah dibicarakan. Misalnya saja,karena

komponennya saling bercampur secara sangat erat, peka terhadap panas,beda sifat-sifat fisiknya

terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang terlalu rendah.

Dalam hal semacam. itu, seringkali ekstraksi adalah satu-satunya proses yang dapat

digunakan atau yang mungkin paling ekonomis. Sebagai contoh pembuatan ester (essence) untuk

bau-bauan dalam pembuatan sirup atau minyak wangi, pengambilan kafein dari daun teh, biji

kopi atau biji coklat dan yang dapat dilihat sehari-hari ialah pelarutan komponen-komponen kopi

dengan menggunakan air panas dari biji kopi yang telah dibakar atau digiling.

penyiapan bahan yang akan diekstrak dan pelarut :

a)      Selektivitas

Pelarat hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan komponen-komponen lain

dari bahan ekstraksi. Dalam praktek,terutama pada ekstraksi bahan-bahan alami, sering juga

bahan lain (misalnya lemak, resin) ikut dibebaskan bersama-sama dengan ekstrak yang

diinginkan. Dalam hal itu larutan ekstrak tercemar yang diperoleh harus dibersihkan, yaitu

misalnya diekstraksi lagi dengan menggunakan pelarut kedua.

b)      Kelarutan

Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang besar (kebutuhan

pelarut lebih sedikit).

c)      Kemampuan tidak saling bercampur

Pada ekstraksi cair-cair, pelarut tidak boleh (atau hanya secara terbatas) larut dalam bahan

ekstraksi.

d)      Kerapatan

Terutama pada ekstraksi cair-cair, sedapat mungkin terdapat perbedaan kerapatan yang besar

antara pelarut dan bahan ekstraksi. Hal ini dimaksudkan agar kedua fasa dapat dengan mudah

dipisahkan kembali setelah pencampuran (pemisahan dengan gaya berat). Bila beda

kerapatannya kecil, seringkali pemisahan harus dilakukan dengan menggunakan gaya sentrifugal

(misalnya dalam ekstraktor sentrifugal).

e)      Reaktivitas

Pada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada

komponenkornponen bahan ekstarksi. Sebaliknya, dalam hal-hal tertentu diperlukan adanya

reaksi kimia (misalnya pembentukan garam) untuk mendapatkan selektivitas yang tinggi.

Seringkali Ekstraksi juga disertai dengan reaksi kimia. Dalam hal ini bahan yang akan

dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan.

f)       Titik didih

Karena ekstrak dan pelarut biasanya harus dipisahkan dengan cara penguapan, destilasi atau

rektifikasi, maka titik didit kedua bahan itu tidak boleh terlalu dekat, dan keduanya tidak

membentuk ascotrop. Ditinjau dari segi ekonomi, akan menguntungkan jika pada proses

ekstraksi titik didih pelarut tidak terlalu tinggi (seperti juga halnya dengan panas penguapan

yang rendah).

2.2  Prinsip Ekstraksi

- Prinsip Maserasi

Penyarian zat aktif yang dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia dalam cairan

penyari yang sesuai selama tiga hari pada temperatur kamar terlindung dari cahaya, cairan

penyari akan masuk ke dalam sel melewati dinding sel. Isi sel akan larut karena adanya

perbedaan konsentrasi antara larutan di dalam sel dengan di luar sel. Larutan yang

konsentrasinya tinggi akan terdesak keluar dan diganti oleh cairan penyari dengan konsentrasi

rendah ( proses difusi ). Peristiwa tersebut berulang sampai terjadi keseimbangan konsentrasi

antara larutan di luar sel dan di dalam sel. Selama proses maserasi dilakukan pengadukan dan

penggantian cairan penyari setiap hari. Endapan yang diperoleh dipisahkan dan filtratnya

dipekatkan.

Maserasi merupakan cara penyarian sederhana yang dilakukan dengan cara merendam

serbuk simplisia dalam cairan penyari selama beberapa hari pada temperatur kamar dan

terlindung dari cahaya. Metode maserasi digunakan untuk menyari simplisia yang mengandung

komonen kimia yang mudah larut dalam cairan penyari, tidak mengandung benzoin, tiraks dan

lilin.

Soxhletasi merupakan penyarian simplisia secara berkesinambungan, cairan penyari

dipanaskan sehingga menguap, uap cairan penyari terkondensasi menjadi molekul-molekul air

oleh pendingin balik dan turun menyari simplisia dalam klongsong dan selanjutnya masuk

kembali ke dalam labu alas bulat setelah melewati pipa sifon.

- Prinsip Perkolasi

Perkolasi adalah cara penyarian dengan mengalirkan penyari melalui serbuk simplisia yang

telah dibasahi. Keuntungan metode ini adalah tidak memerlukan langkah tambahan yaitu sampel

padat (marc) telah terpisah dari ekstrak. Kerugiannya adalah kontak antara sampel padat tidak

merata atau terbatas dibandingkan dengan metode refluks, dan pelarut menjadi dingin selama

proses perkolasi sehingga tidak melarutkan komponen secara efisien.

- Prinsip Soxhletasi

Penarikan komponen kimia yang dilakukan dengan cara serbuk simplisia ditempatkan

dalam klonsong yang telah dilapisi kertas saring sedemikian rupa, cairan penyari dipanaskan

dalam labu alas bulat sehingga menguap dan dikondensasikan oleh kondensor bola menjadi

molekul-molekul cairan penyari yang jatuh ke dalam klonsong menyari zat aktif di dalam

simplisia dan jika cairan penyari telah mencapai permukaan sifon, seluruh cairan akan turun

kembali ke labu alas bulat melalui pipa kapiler hingga terjadi sirkulasi. Ekstraksi sempurna

ditandai bila cairan di sifon tidak berwarna, tidak tampak noda jika di KLT, atau sirkulasi telah

mencapai 20-25 kali. Ekstrak yang diperoleh dikumpulkan dan dipekatkan.

- Prinsip Refluks

Penarikan komponen kimia yang dilakukan dengan cara sampel dimasukkan ke dalam labu

alas bulat bersama-sama dengan cairan penyari lalu dipanaskan, uap-uap cairan penyari

terkondensasi pada kondensor bola menjadi molekul-molekul cairan penyari yang akan turun

kembali menuju labu alas bulat, akan menyari kembali sampel yang berada pada labu alas bulat,

demikian seterusnya berlangsung secara berkesinambungan sampai penyarian sempurna,

penggantian pelarut dilakukan sebanyak 3 kali setiap 3-4 jam. Filtrat yang diperoleh

dikumpulkan dan dipekatkan. Keuntungan dari metode ini adalah digunakan untuk

mengekstraksi sampel-sampel yang mempunyai tekstur kasar dan tahan pemanasan langsung.

Sedangkan kerugian metode ini adalah membutuhkan volume total pelarut yang besar dan

sejumlah manipulasi dari operator.

- Prinsip Destilasi Uap Air

Penyarian minyak menguap dengan cara simplisia dan air ditempatkan dalam labu berbeda.

Air dipanaskan dan akan menguap, uap air akan masuk ke dalam labu sampel sambil

mengekstraksi minyak menguap yang terdapat dalam simplisia, uap air dan minyak menguap

yang telah terekstraksi menuju kondensor dan akan terkondensasi, lalu akan melewati pipa

alonga, campuran air dan minyak menguap akan masuk ke dalam corong pisah, dan akan

memisah antara air dan minyak atsiri.

- Prinsip Rotavapor

Proses pemisahan ekstrak dari cairan penyarinya dengan pemanasan yang dipercepat oleh

putaran dari labu alas bulat, cairan penyari dapat menguap 5-10º C di bawah titik didih

pelarutnya disebabkan oleh karena adanya penurunan tekanan. Dengan bantuan pompa vakum,

uap larutan penyari akan menguap naik ke kondensor dan mengalami kondensasi menjadi

molekul-molekul cairan pelarut murni yang ditampung dalam labu alas bulat penampung.

2.3  Jenis-jenis ekstraksi dan prosesnya

a). Ekstraksi padat-cair

- Ekstraksi padat-cair tak kontinu

Dalam hal yang paling sederhana bahan ekstraksi padat dicampur beberapa kali dengan

pelarut segar di dalam sebuah tangki pengaduk. Larutan ekstrak yang terbentuk setiap kali

dipisahkan dengan cara penjernihan (pengaruh gaya berat) atau penyaringan (dalam sebuag alat

yang dihubungkan dengan ekstraktor). Proses ini tidak begitu ekonomis,digunakan misalnya di

tempat yang tidak tersedia ekstraktor khusus atau bahan ekstraksi tersedia dalam bentuk serbuk

sangat halus,sehingga karena bahaya penyumbatan,ekstraktor lain tidak mungkin digunakan.

Ekstraktor yang sebenamya adalah tangki-tangki dengan pelat ayak yang dipasang di

dalamnya. Pada alat ini bahan ekstraksi diletakkan diatas pelat ayak horisontal. Dengan bantuan

suatu distributor, pelarut dialirkan dari atas ke bawah. Dengan perkakas pengaduk (di atas pelat

ayak) yang dapat dinaikturunkan, pencampuran seringkali dapat disempurnakan,atau rafinat

dapat dikeluarkan dari tangki setelah berakhirnya ekstraksi. Ekstraktor semacarn ini hanya sesuai

untuk bahan padat dengan partikel yang tidak terlalu halus.

Yang lebih ekonomis lagi adalah penggabungan beberapa ekstraktor yang dipasang seri dan

aliran bahan ekstraksi berlawanan dengan aliran pelarut.Dalam hal ini pelarut dimasukkan

kedalam ekstraktor yang berisi campuran yang telah mengalami proses ekstraksi paling banyak.

Pada setiap ekstraktor yang dilewati, pelarut semakin diperkaya oleh ekstrak.Pelarut akan

dikeluarkan dalam konsentrasi tinggi dari ekstraktor yang berisi campuran yang mengalami

proses ekstraksi paling sedikit. Dengan operasi ini pemakaian pelarut lebih sedikit dan

konsentrasi akhir dari larutan ekstrak lebih tinggi.

Cara lain ialah dengan mengalirkan larutan ekstrak yang keluar dari pelat ayak ke sebuah

ketel destilasi, menguapkan pelarut di situ, menggabungkannya dalam sebuah kondenser dan

segera mengalirkannya kembali ke ekstraktor untuk dicampur dengan bahan ekstraksi. Dalam

ketel destilasi konsentrasi larutan ekstrak terus menerus meningkat. Dengan metode ini jumlah

total pelarut yang diperlukan relatif kecil. Meskipun demikian, selalu terdapat perbedaan

konsentrasi ekstrak yang maksimal antara bahan ekstraksi dan pelarut.

-          Ekstraksi padat-cair kontinyu

Cara kedua ekstraktor ini serupa dengan ekstraktor-ekstraktor yang dipasang seri, tetapi

pengisian, pengumpanan pelarut dan juga pengosongan berlangsung secara otomatik penuh dan

terjadi dalam sebuah alat yang sama. Oleh Pengumpanan karena itu dapat diperoleh output yang

lebih besar dengan jumlah kerepotan yang lebih sedikit. Tetapi karena biaya untuk peralatannya

besar,ekstraktor semacam itu kebanyakan hanya digunakan untuk bahan ekstraksi yang tersedia

dalam kuantitas besar (misalnya biji-bijian minyak, tumbuhan). Dari beraneka ragarn konstruksi

alat ini, berikut akan di bahas ekstraktor keranjang (bucket-wheel extractor) dan ekstraktor sabuk

(belt extractor).

b) Ekstraksi cair-cair

Pada ekstraksi cair-cair, satu komponen bahan atau lebih dari suatu campuran dipisahkan

dengan bantuan pelarut. Proses ini digunakan secara teknis dalam skala besar misalnya untuk

memperoleh vitamin, antibiotika, bahan-bahan penyedap, produk-produk minyak bumi dan

garam-garam. logam. Proses inipun digunakan untuk membersihkan air limbah dan larutan

ekstrak hasil ekstraksi padat cair.

Ekstraksi cair-cair terutama digunakan, bila pemisahan campuran dengan cara destilasi tidak

mungkin dilakukan (misalnya karena pembentukan aseotrop atau karena kepekaannya terhadap

panas) atau tidak ekonomis. Seperti ekstraksi padat-cair, ekstraksi cair-cair selalu terdiri atas

sedikitnya dua tahap, yaltu pencampuran secara intensif bahan ekstraksi dengan pelarut, dan

pemisahan kedua fasa cair itu sesempurna mungkin.

Pada saat pencampuran terjadi perpindahan massa, yaitu ekstrak meninggalkan pelarut yang

pertarna (media pembawa) dan masuk ke dalam pelarut kedua (media ekstraksi). Sebagai syarat

ekstraksi ini, bahan ekstraksi dan pelarut tidak. saling melarut (atau hanya dalam daerah yang

sempit). Agar terjadi perpindahan masa yang baik yang berarti performansi ekstraksi yang besar

haruslah diusahakan agar terjadi bidang kontak yang seluas mungkin di antara kedua cairan

tersebut. Untuk itu salah satu cairan distribusikan menjadi tetes-tetes kecil (misalnya dengan

bantuan perkakas pengaduk).

-          Ekstraktor cair-cair tak kontinu

Dalam hal yang paling sederhana, bahan ekstraksi. Yang cair dicampur berulangkali dengan

pelarut segar dalam sebuah tangki pengaduk (sebaiknya dengan saluran keluar di bagian bawah).

Larutan ekstrak yang dihasilkan setiap kali dipisahkan dengan cara penjernihan (pengaruh gaya

berat).

Yang konstruksinya lebih menguntungkan bagi proses pencampuran dan pemisahan adalah

tangki yang bagian bawalmya runcing (yang dilengkapi dengan perkakas pengaduk, penyalur

bawah, maupun kaca Intip yang tersebar pada seluruh ketinggiannya).

Alat tak kontinu yang sederhana seperti itu digunakan misalnya untuk mengolah bahan

dalam jurnlah kecil,atau bila hanya sekali-sekali dilakukan ekstraksi. Untuk Pemisahan Yang

dapat dipercaya antara fasa berat dan fasa ringan, sedikit-sedikitnya diperlukan sebuah kaca intip

pada saluran keluar di bagian bawah tangki ekstraksi.

Selain itu penurunan lapisan antar fasa seringkali dikontrol secara elektronik (dengan

perantara alat ukur konduktivitas),secara optik (dengan bantuan detektor cahaya 289 hatas) atau

secara mckanik (dengan pelampung atau benda apung). Peralatan ini mudah digabungkan

dengan komponen pemblokir dan perlengkapan alarm, yang akan menghentikan aliran keluar

dan/atau memberikan alarm, segera setelah lapisan tersebut melampaui kedudukan tertentu.Agar

fasa ringan (yang kebanyakan terdiri atas pelarut organik) tidak masuk ke dalam saluran

pembuangan air,pencegahan yang lebih baik dapat dilakukan dengan memasang bak penampung

(bak penyangga) dibelakang ekstraktor.

-          Ekstraktor cair-cair kontinu

Operasi kontinu pada ekstraksi cair-cair dapat dilaksanakan dengan sederhana, karena tidak

saja pelarut, melainkan juga bahan ekstraksi cair secara mudah dapat dialirkan dengan bantuan

pompa. Dalam hal ini bahan ekstraksi berulang kali dicampur dengan pelarut atau larutan ekstrak

dalam arah berlawanan yang konsentrasinya senantiasa meningkat.

Setiap kali kedua fasa dipisalikan dengan cara penjernihan. Bahan ekstraksi dan pelarut terus

menerus diumpankan ke dalam alat, sedangkan rafinat dan larutan ekstrak dikeluarkan secara

kontinu.Ekstraktor yang paling sering digunakan adalah kolom-kolom ekstraksi,di samping itu

juga digunakan perangkat pencampur-pemisah (mixer settler). Alat-alat ini terutama digunakan

bila bahan ekstraksi yang harus dipisahkan berada dalam kuantitas yang besar, atau bila bahan

tersebut diperoleh dari proses-proses sebelumnya secara terus menerus.

ADSORPSI

Adsorpsi merupakan metode pemisahan untuk membersihkan suatu bahan pengotor dengan penarikan bahan pengadsorpsi secara kuat sehingga menempel pada permukaan bahan pengadsorpsi.Contoh : - proses pemurnian air dari otoran renik atau mikroorganisme- proses pemutihan gula yang berwarna coklat karena kotoran- Pemisahan bahan yang mengandung racun atau yangberbau busuk dari udara buang- Pemisahan bahan organik dari air (bersamaan denganpemisahan pengotor berbentuk koloida yang

sukar disaring)- Pemutihan maupun perbaikan bau dan rasa bahanmakanan cair (misalnya minyak-minyak, lemak-

lemak)

ABSORPSIAbsorpsi atau penyerapan, dalam kimia, adalah suatu fenomena fisik atau kimiawi atau suatu proses sewaktu atom, molekul, atau ion memasuki suatu fase limbak (bulk) lain yang bisa berupa gas, cairan, ataupun padatan. Proses ini berbeda dengan adsorpsi karena pengikatan molekul dilakukan melalui volume dan bukan permukaan.Contoh : - absorpsi pengotor Co2 dari gas alam dengan menggunakan absorben metil dietanol

amina (MDEA) yang telah ditambahkan aktivator (aMDEA).- absorbsi gas H2S dengan air, metanol, propilen, dan karbonat- proses penyerapan gas CO2 pada pabrik amoniak- Proses Pembuatan Formalin- Proses Pembuatan Asam Nitrat

STRIPPING

Stripping adalah operasi pemisahan solut dari fase cair ke fase gas, yaitu dengan mengontakkan cairan yang berisi solut dengan pelarut gas ( stripping agent) yang tidak larut ke dalam cairan. Proses stripping banyak digunakan dalam bidang teknik kimia terutama untuk memurnikan air tanah atau limbah cair yang mengandung bahan volatile.Contoh : - pemisahan uranium dalam fasa organik- proses Memisahkan Polutan Ammonia dari limbah cair