tugas aik kel.5 fix

28
ALAT EKSTRAKSI MATA KULIAH ALAT-ALAT INDUSTRI KIMIA oleh : AULIA KARTIKA DEWI ( 2310 030 037 ) FITRIA KUMALASARI ( 2310 030 045 ) TRI MARYOS PENETANG ( 2310 030 057 )

Upload: rahmania-fatimah

Post on 30-Jul-2015

148 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Tugas Aik Kel.5 Fix

ALAT EKSTRAKSI

MATA KULIAH ALAT-ALAT INDUSTRI KIMIA

oleh :

AULIA KARTIKA DEWI ( 2310 030 037 )FITRIA KUMALASARI ( 2310 030 045 )TRI MARYOS PENETANG ( 2310 030 057 )

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIAINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA2010 / 2011

Page 2: Tugas Aik Kel.5 Fix

ALAT EKSTRAKSI

A. Ekstraksi Padat Cair

Ekstraksi adalah istilah yang digunakan untuk setiap operasi di mana suatu konstituen

yang solid atau cair ditransfer ke cairan lainnya (pelarut). Ekstraksi padat-cair terbatas pada

situasi di mana fase padat hadir dan mencakup operasi-operasi sering disebut sebagai

"pencucian" dan "mencuci".

Ekstraksi padat-cair sangat penting dalam berbagai proses industri. Tembaga dari bijih

tembaga teroksidasi, yang biasanya bijih kelas rendah mengandung kurang dari 1,5 persen

berat per tembaga, dengan cara ekstraksi dengan pelarut minyak kedelai dari kedelai, gula

dari bit gula,dan minyak ikan dari kehidupan ikan adalah contoh lebih lanjut . Ekstraksi selalu

melibatkan dua langkah: (1) kontak pelarut dengan tanah yang akan diperlakukan sehingga

untuk mentransfer konstituen larut (zat terlarut) ke pelarut, dan (2) pemisahan atau mencuci

larutan dari padatan .

Cair selalu mematuhi padatan yang harus dicuci untuk mencegah baik hilangnya solusi

jika konstituen larut adalah bahan yang diinginkan, atau kontaminasi dari zat padat jika

padatan adalah bahan yang diinginkan. Mencuci padatan sering dibutuhkan ketika tidak ada

konstituen harus dibubarkan. Misalnya, kalsium karbonat endapan terbentuk dalam

pembuatan soda kaustik dari abu soda dan kapur dicuci untuk memulihkan jumlah maksimum

kaustik. Proses lengkap juga dapat mencakup pemulihan terpisah dari zat terlarut dan pelarut.

Tapi ini dilakukan dengan operasi lain seperti penguapan atau destilasi.

Peralatan

Peralatan yang digunakan untuk ekstraksi padat-cair dapat diklasifikasikan menurut

cara yang langkah pertama tercapai. The "tidur solid" merujuk pada setiap operasi di mana

partikel-partikel padat disimpan dalam posisi yang relatif tetap terhadap satu sama lain

sementara arus pelarut throungh tempat tidur partikel padat, apakah atau tidak tidur dari

bahan padat tetap stasioner sehubungan dengan bumi selama ekstraksi. Istilah "tersebar

kontak" mengacu pada setiap operasi di mana partikel padat, tersuspensi dalam cairan, adalah

di dalam relatve gerak satu sama lain dan dengan pelarut selama waktu kontak. Kedua jenis

peralatan dapat dioperasikan baik dengan batch padat dirawat dengan satu atau lebih batch

pelarut atau dengan pelarut succesively mengalir melalui padatan yang diekstrak.

Stationary Solid Bed Buka tangki. Apabila suatu unggun tetap digunakan, jenis

sederhana tetap terdiri dari tangki terbuka terbuat dari kayu, beton, atau baja dengan linigs

pelindung jika solusi yang digunakan adalah korosif. Tank-tank seperti yang ditunjukkan

Page 3: Tugas Aik Kel.5 Fix

dalam cross section pada Gambar. 284 dapat diberikan dengan palsu yang berfungsi sebagai

dukungan untuk tetapi memungkinkan bagian pelarut atau solusi. Zat padat harus

diperlakukan ditempatkan dalam tangki sedemikian rupa untuk mencegah pemisahan ukuran

partikel padat, dan pelarut kemudian diperkenalkan pada baik bagian atas atau bagian bawah

tangki.

Dalam satu metode operasi solusi pelarut dipompa sampai tertutup, dan cairan

diperbolehkan untuk tetap Dalam kontak dengan zat padat untuk jangka waktu yang

ditentukan yang dapat sampai fraksi minimal diinginkan zat terlarut larut atau tercuci keluar

dari fase padat, atau sampai konsentrasi zat terlarut dalam pelarut telah mencapai nilai yang

diinginkan. Zat cair tersebut kemudian dialirkan dari padatan melalui bagian bawah. Siklus

ini dapat diulang dengan jumlah berturut-turut pelarut, tetapi biasanya solusi dari penurunan

konsentrasi zat terlarut digunakan sampai akhirnya padatan diekstrak, setelah drainase,

dikeluarkan dari tangki.

Dalam metode solusi lain operasi pelarut dipompa ke dalam tangki terus menerus.

Konsentrasi zat terlarut dalam tangki effluent yang menjadi kurang sebagai hasil ekstraksi.

Jika tangki baterai digunakan, seperti kebiasaan di operasi kontinu, pakan untuk satu tangki

adalah efluen dari tangki sebelumnya, dan konsentrasi di kedua solusi inlet dan outlet

perubahan terus menerus selama proses tersebut.

Contoh dari metode yang terakhir adalah ekstraksi tembaga dari bijih seperti yang

dilaporkan oleh Aldrich dan Scott. Baterai terdiri dari tiga belas ekstraksi timbal-tank beton

berjajar, masing-masing 175 kaki panjang, 67,5 kaki lebar, dan 18 ft mendalam, memiliki

kapasitas perkiraan 9000 ton bijih per tangki. Pembangunan tangki ini diilustrasikan pada

Gambar 248 dan 285. Bagian bawah tangki palsu di masing-masing terdiri dari 2-in. papan

memiliki 15 lubang per meter persegi permukaan. Setiap lubang 3 / 8 in diameter pada

permukaan atas dan ¾ masuk di bagian bawah untuk mencegah penyumbatan. A 14-in. pipa

timah adalah "dibakar" pada lapisan memimpin pada akhir kebalikan dari tangki meluap dan

terhubung ke pembuangan pompa vertikal timbal yang mengambil isap dari luapan dari

tangki sebelumnya berikutnya dalam baterai.

Bijih, setelah crushing dan ukuran, adalah diserahkan kepada baterai conveyor belt

batank (A dalam Gambar 286) menjalankan panjang baterai. bijih ini dibuang dari belt

conveyor ke conveyor belt (B) pada mesin menyebarkan bergerak yang mencakup tank.

Sebuah perjalanan wisatawan otomatis pemesanan o mesin penyebaran dan bermuara beban

dari sabuk ke dalam tangki. Pada pembalikan ech dari wisatawan itu, mesin menyebarkan

Page 4: Tugas Aik Kel.5 Fix

bergerak maju 21 / 2 ft hingga mencapai sisi tangki, ketika gerakan ini dipesan dan mesin

perjalanan menuju seberang.

Ketika tangki diisi dengan bijih untuk kedalaman yang tepat, bijih ditutupi dengan asam

sulfat encer dipompa masuk melalui bagian bawah tangki untuk mencegah gangguan. Sekitar

175.000 sampai 200.000 pelarut yang diperlukan untuk mengisi satu tangki. Solusi

melimpah dari tangki sebelumnya atau pelarut dipompa oleh pompa memimpin vertikal di

bawah palsu dan Facebook melalui bijih dalam tangki masing-masing. Overflows solusi

melalui pencucian dan melayani pompa tangki berikutnya dengan laju sekitar 1200 gpm.

Bijih ini dicuci dengan larutan asam sampai dibuat dengan air, mencuci sepuluh di semua

digunakan. Dalam mencuci, solusi mencuci atau air yang dipompa ke bijih, diedarkan oleh

pompa, dan kemudian ditiriskan. Padatan dikeringkan dikeluarkan dari tangki oleh sebuah

excavator tipe jembatan yang membentang tangki pelindian dengan ember kereta perjalanan

di seluruh dimensi panjang tangki. ember ini perjalanan ke akhir excavator dan beban

discharges melalui suatu hopper ke udara-dump mobil-jalan kereta api standar-gage. Sebuah

siklus lengkap untuk satu tangki memakan waktu 13 hari.

Dengan pelarut mudah menguap, seperti larutan amonia dalam ekstraksi bijih tembaga,

atau air panas, perlu untuk beroperasi pada tekanan di atas tangki atmosfer dan colsed

diperlukan. Kapal tersebut biasanya terbuat dari baja dan harus dilengkapi dengan bukaan

yang cukup untuk pengisian dan pemakaian zat padat.

Gambar 288.

Page 5: Tugas Aik Kel.5 Fix

Intisari pulp yang diperoleh dari proses sulfat bubur kertas dicuci dan jenis kapal

tertutup ditunjukkan pada Gambar. 287. Campuran pulp di bawah tekanan ditransfer ke vesel

melalui pembukaan feed. Steam terbentuk akibat penurunan pessure, bersama-sama dengan

minuman entrained dan pulp, melalui lubang angin di bagian atas. Penyekat berbentuk

kerucut diikat di bawah pipa melalui mana pulp ditiup ke kapal, mendistribusikan pulp dan

melindungi materi masuk. Bagian bawah dipasang pada I-balok dan pada besi sudut erat pada

keliling shell. Ruang kosong bagian bawah adalah sebagian diisi dengan beton yang

mendukung I-balok dan juga mengurangi ruang bebas di bawah bagian bawah. Air yang

digunakan untuk mencuci pulp diperkenalkan melalui koneksi atas dan secara bertahap

menggantikan yang terkandung dalam bubur kertas, melalui bagian bawah dan melalui outlet

bawah. Pulp dicuci dibuang melalui openig debit yang dilengkapi dengan bingkai cast-baja

berat dan penutup baut. Sambungan air terletak di seberang pembukaan debit untuk

menyuntik aliran tinggi kecepatan air untuk membantu dalam menjalankan pulp.

Gambar 287. Diagram dari aliran

tertutup

Tipe unggun bergerak dalam beberapa

kasus mungkin menguntungkan, khususnya

dari sudut pandang penanganan padatan,

untuk memindahkan tempat itu sendiri. The

Bollman atau ekstraktor Hansa-Muhle

kedelai, Fig.288, mirip dengan ember lift,

terdiri dari serangkaian keranjang berlubang

besar tergantung pada sepasang rantai tak

berujung yang digerakkan oleh roda

sproket. Di sisi lain peralatan dimana

keranjang bergerak ke atas, pelarut

disemprotkan pada keranjang, dekat bagian

atas, yang berisi kacang serpihan. Cairan mengalir melalui perforasi di keranjang, dan ke

bawah ke keranjang berikutnya. Serangkaian beberapa kontak-tahap counter-saat ini sehingga

diperoleh pelarut dan minyak mencapai bagian bawah unit dimana penagihan di bah A dan

dipompa ke tangki penyimpanan perantara yang berisi cairan yang dikenal sebagai miscella

setengah. Di sisi lain dari peralatan, di mana keranjang bergerak ke bawah, sejumlah serpih

kacang dibebankan ke masing-masing keranjang. Solusi dari tangki penyimpanan menengah

Page 6: Tugas Aik Kel.5 Fix

disemprotkan ke atas keranjang baru dibebankan, dan kedua solusi dan memindahkan

keranjang ke bawah. Ini sisi sistem operasi sesuai dengan multiple-menghubungi paralel-

aliran. Solusi kuat dari sisi sistem dikumpulkan di lain B bah dari yang dipompa ke filter dan

kemudian ke tangki penyimpanan. Ketika keranjang mencapai bagian atas unit pada sisi

mendaki secara otomatis terbalik dan serpih yang diekstraksi akan dibuang ke gerbong debit

dari mana mereka akan dibawa ke Pengering oleh screw conveyor. Seluruhnya ditutup oleh

uap-tertutup untuk mencegah kebocoran uap solvent.

Kontak Dispersi

Berbagai peralatan yang digunakan ketika partikel padat terdispersi dalam pelarut

selama ekstraksi. bahan kasar butiran halus tidak cukup untuk tetap tinggal di suspensi dalam

pelarut dapat ditangani di penggolong

multideck terdiri dari unit seperti

digambarkan dalam gambar 79. aliran

berlawanan digunakan dengan partikel padat

memajukan Facebook dek miring dan cair

yang mengalir miring. Drainase yang terjadi

di bagian atas dek cenderung menghilangkan

sebagian besar solusi berpegang pada padatan

sebelum mereka maju ke geladak berikutnya

di mana mereka datang ke dalam kontak

dengan larutan yang mengandung kurang dari

konstituen larut.

Dimana padatan cukup halus akan

disimpan di suspensi oleh agitasi, agitator

(figs.88 dan 476), pengental (fig.101), atau kombinasi keduanya dapat digunakan. Jika kedua

agitator dan pengental yang digunakan, agitator digunakan untuk menghubungi padat dengan

cairan untuk membubarkan sekarang bahan larut dalam zat padat, dan pengental digunakan

untuk efek pemisahan padatan dari larutan.

Dalam beberapa kasus, agitasi dan solusi dapat dilakukan dengan bersamaan aliran

padatan dan solusi melalui pipa di tempat agitasi dalam tangki. Untuk operasi batch skala

kecil, agitasi dan pemisahan (sedimentasi) dapat dilakukan dalam kapal yang sama. Pengental

saja mungkin untuk pemisahan dan pencucian endapan.

Ada banyak jenis peralatan di mana padatan dipindahkan berlawanan untuk cairan

melalui konveyor sekrup, garpu, dan perangkat mekanik lainnya. Perkembangan yang

Page 7: Tugas Aik Kel.5 Fix

menarik adalah ekstraktor kedelai, ditunjukkan dalam fig.289, yang terdiri dari sebuah kapal

silinder vertikal berisi serangkaian pelat melingkar horisontal sama spasi dan tetap ke poros

sentral yang perlahan diputar oleh motor.soybean sebuah serpihan diberi makan terus

menerus oleh conveyor ke atas, dan pelarut dipompa terus ke bawah. The serpih

diperkenalkan di bagian atas didistribusikan secara merata oleh pisau penyebar menempel

pada poros berputar. lengan scraper Stationary erat pada shell mengikis permukaan setiap

pelat, yang slotted, sehingga serpih kedelai menyapu melalui slot oleh lengan scraper

stasioner. Slot begitu terletak bahwa serpih mengikuti jalur heliks dalam menggerakkan ke

bawah melalui serpihan unit.the di dasar unit dibuang melalui jarak yang cukup di atas

tingkat pelarut untuk memungkinkan drainase yang memadai sebelum melaksanakan ke

pengering. Cairan mengalir ke atas melalui ekstraktor itu, berlawanan dengan gerakan serpih.

Lapisan tebal serpih segar dipertahankan di atas piring, menyediakan tempat tidur filter untuk

menghambat partikel halus copot di bagian bawah alat tersebut dan dibawa ke atas oleh

cairan. Solusi minyak dan pelarut, bersama-sama dengan partikel padat entrained, melimpah

melalui layar di dekat bagian atas dan meninggalkan ekstraktor tersebut.

Desain opsional adalah untuk mempercepat pencakar ke poros berputar pusat dan

membuat piring stasioner.

Secara umum, extractor tidur diam padat melibatkan jumlah minimum penanganan dan

sering digunakan di mana sejumlah besar material harus diperlakukan atau di mana

karakteristik partikel-partikel padat seperti gerakan kontinyu dari material yang tidak

diinginkan. Campuran partikel padat yang membentuk tempat tidur porositas rendah, baik

awalnya atau selama ekstraksi, biasanya dirawat di negara tersebar bukan di tempat tidur

yang solid. Seperti porositas diatur oleh distribusi ukuran daripada ukuran partikel padat,

porositas dapat ditingkatkan dengan klasifikasi dari zat padat sebelum ekstraksi. Hal ini telah

dilakukan dalam kasus bijih logam.

Proses Ekstraksi Lengkap

Proses ekstraksi lengkap The streames meninggalkan sistem ekstraksi padat-cair

biasanya menjalani serangkaian operasi lebih lanjut sebelum produk jadi diperoleh. Entah zat

padat diekstraksi, atau keduanya mungkin berisi materi yang diinginkan. Selain pemulihan

produk yang diinginkan atau produk, pemulihan pelarut biasanya operasi penting.

Dalam proses untuk ekstraksi bijih tembaga yang telah dijelaskan, tembaga yang

diinginkan dalam larutan sedangkan diekstrak dan bijih dicuci dibuang. Bagian utama dari

tembaga ditemukan oleh deposisi elektrolitik dari solusi. Selama pengendapan elektrolitik

sebagian besar dari asam sulfat encer diperlukan untuk extractionis juga terbentuk. larutan

Page 8: Tugas Aik Kel.5 Fix

dari sel elektrolitik, setelah penambahan air dan asam sulfat yang diperlukan untuk membuat

kerugian yang terjadi dalam proses tersebut, kemudian didaur ulang ke sistem ekstraksi.

Dalam ekstraksi kedelai, baik kedelai dan minyak kedelai diekstraksi (makan) adalah

produk berharga. Pemulihan minyak, makan, dan pelarut membutuhkan operasi tambahan

dan peralatan seperti pengering, evaporator, stripping kolom, pemisah air, dan kondensor.

Gambar. 290. Diagram alir untuk ekstraksi kedelai.

Metode Operasi

Metode yang paling sederhana operasi untuk ekstraksi padat-cair atau mencuci padatan

adalah untuk membawa semua bahan untuk diperlakukan dan semua pelarut yang akan

digunakan ke dalam kontak sekali dan kemudian untuk memisahkan larutan yang dihasilkan

dari padatan yang tidak larut. Operasi batch tunggal-kontak ini ditemui di laboratorium dan

dalam operasi skala kecil tetapi jarang dalam operasi industri karena recovery rendah bahan

larut diperoleh, dan larutan encer yang dihasilkan relatif.

Jika jumlah pelarut yang akan digunakan adalah dibagi menjadi bagian dan padat

diekstraksi berturut-turut dengan setiap bagian pelarut segar setelah pengeringan padatan

antara setiap penambahan pelarut, operasi ini disebut multi-kontak sederhana. Meskipun

pemulihan konstituen larut ditingkatkan dengan metode ini, memiliki kekurangan bahwa

larutan yang diperoleh masih relatif encer. Metode ini dapat digunakan dalam operasi skala

kecil di mana konstituen larut tidak perlu dipulihkan. Jika padat dan pelarut dicampur terus

menerus dan campuran makan terus menerus ke perangkat memisahkan seperti pengental,

satu operasi-kontak terus-menerus diperoleh.

Sebuah hasil yang serupa diperoleh oleh lawan operasi batch, diilustrasikan dalam

gambar. 291 yang menunjukkan penggunaan tiga kontaktor batch menghasilkan pemisahan

yang sama seperti lima tahapan dalam baterai lawan kontinyu seperti fig.299. enam langkah

Page 9: Tugas Aik Kel.5 Fix

menunjukkan di fig.291 melacak kontak larutan segar ditambahkan ke kapal A pada tahap I

melalui lima kontak lawan ditandai dengan tanda bintang di kapal A, B, C, A, B, setelah itu

harus disingkirkan. Secara umum jumlah unit kontak yang diperlukan untuk pemisahan

diberikan menggunakan operasi lawan terus menerus, Nc, adalah equel untuk 2NB,-1 dimana

NB adalah jumlah unit kontak tersedia untuk operasi batch. Tetapi tingkat produksi dari

baterai yang sama terus menerus unit berukuran jauh lebih besar.

Metode perhitungan

Dalam operasi intermiten kebanyakan, terutama di mana zat padat ini gelisah dengan

batch cairan sebelum perpisahan, komposisi larutan meninggalkan panggung sebagai cair

adalah sama dengan solusi berpegang pada padat meninggalkan panggung. Dalam arti bahwa

tidak ada perubahan lebih lanjut dalam komposisi ini mengikuti solusi dapat dicapai melalui

kontak lebih lanjut dengan cairan, panggung dapat ditunjuk sebagai tahap idel. penggunaan

istilah tahap ideal untuk mendefinisikan kondisi tersebut tidak boleh disalahartikan sebagai

menyarankan dengan cara apapun keseimbangan atau kondisi jenuh antara solusi dan zat

terlarut di dalam atau pada partikel padat.

Tahap aquilibrium atau ideal didefinisikan untuk axtraction padat-cair sebagai tahap

dari mana laeving solusi yang dihasilkan dari komposisi yang sama sebagai solusi berpegang

pada padatan meninggalkan panggung. karena kondisi ini tidak selalu terpenuhi, rasio jumlah

tahap ideal untuk jumlah tahap ideal untuk jumlah tahap yang sebenarnya dibutuhkan untuk

mencapai hasil yang sama disebut tahap efisiensi secara keseluruhan. Jumlah tahap yang

sebenarnya = (jumlah tahap ideal) / (efisiensi tahap secara keseluruhan) Perhitungan jumlah

tahap yang ideal dibutuhkan adalah dasar yang memadai untuk desain dari ekstraksi baterai

hanya jika desainer juga tahu, atau dapat memperkirakan, tahap efisiensi secara keseluruhan.

Efisiensi Tahap sering berkaitan dengan waktu kontak antara cair dan padat di setiap tahap

dan karena itu cenderung menurun dengan peningkatan throughput jika peralatan kelebihan

beban. Informasi tersebut dapat jenis peralatan yang akan digunakan bila dioperasikan

dengan bahan-bahan yang sebenarnya terlibat dalam ekstraksi.

Dalam rangka untuk menyederhanakan perhitungan tahap jumlah ideal yang diperlukan

untuk ekstraksi padat-cair, asumsi-asumsi berikut biasanya dibuat. Sistem ini terdiri dari

bahan-bahan yang dapat diperlakukan sebagai tiga komponen sebagai berikut. Inert, tidak

larut padat Sebuah zat terlarut tunggal yang dapat cair atau padat Sebuah pelarut yang

melarutkan zat terlarut (b) tetapi tidak memiliki pengaruh pada atau jenuh dengan padatan

inert (a) Zat terlarut tidak terserap oleh inert padat. Zat terlarut dihapus oleh solusi sederhana

dalam pelarut tanpa apa yang disebut sebagai reaksi kimia. Asumsi ini tidak diperlukan untuk

Page 10: Tugas Aik Kel.5 Fix

calculation.the padat tidak perlu larut dalam pelarut yang disediakan bahwa data yang

tersedia pada kelarutan inert padat dalam larutan berbagai konsentrasi. Demikian pula terlarut

dapat terserap pada padat dengan ketentuan bahwa data yang tersedia pada jumlah zat terlarut

terserap per satuan massa yang solid sebagai fungsi dari konsentrasi larutan. Dalam elektrolit

caseof, adsorpsi zat terlarut biasanya diabaikan.

B. Ekstraksi cair-cair

Ekstraksi cair-cair adalah istilah yang diterapkan pada setiap operasi di mana bahan

terlarut dalam satu fasa cair ditransfer ke fase cair kedua. Pelarut harus larut, atau larut

sampai batas tertentu saja, dalam larutan yang akan diekstraksi. Jika pelarut dan solusi benar-

benar larut, tidak akan ada kesempatan untuk mentransfer zat terlarut dari larutan asli untuk

fase cair kedua. Tingkat kelarutan pelarut dalam larutan, dan dari solusi dan komponen dalam

pelarut, adalah pertimbangan penting dalam pemilihan pelarut dan dalam pengoperasian

proses ekstraksi. Ekstraksi cair-cair terdiri dari langkah-langkah dasar yang sama seperti

ekstraksi padat-cair:

1. Mencampur inti atau hubungi pelarut dengan larutan yang akan diperlakukan,

sehingga untuk mentransfer zat terlarut dari larutan ke pelarut.

2. Pemisahan fase larutan cair dari fasa pelarut cair.

Proses ekstraksi lengkap dapat melibatkan operasi lainnya seperti pemisahan dan

pemulihan pelarut dari zat terlarut dan pelarut te yang dapat larut dalam larutan. Penghapusan

dan pemulihan pelarut mungkin lebih penting dalam menentukan keberhasilan penerapan

proses ekstraksi dari tingkat ekstraksi dan pemisahan dicapai dalam dua langkah dasar,

particurly saat khusus atau mahal pelarut bekerja. Pemisahan dan pemulihan pelarut dapat

dilakukan dengan berbagai metode seperti distilasi atau sederhana pemanasan atau

pendinginan untuk mengurangi kelarutan zat terlarut atau pelarut. ekstraksi cair-cair secara

luas digunakan untuk pemisahan komponen solusi, terutama ketika:

1. Komponen relatif nonvolatile.

2. Komponen-komponen telah substansial volatilitas yang sama dari campuran.

3. Komponen yang sensitif terhadap suhu yang diperlukan untuk pemisahan dengan

penyulingan.

4. Komponen kurang-volatile yang diinginkan hadir dalam larutan hanya dalam jumlah

yang relatif kecil. Dalam kasus seperti itu, komponen kurang-volatile dapat diekstraksi

menjadi pelarut kedua, menghasilkan solusi lebih terkonsentrasi dari yang mungkin pulih

lebih ekonomis, atau ekonomi yang sama dapat dicapai dengan pelarut kurang stabil daripada

Page 11: Tugas Aik Kel.5 Fix

komponen yang diinginkan, bahkan peningkatan konsentrasi komponen yang diinginkan ini

tidak signifikan.

Biasanya distribusi yang berbeda dari komponen-komponen campuran pakan antara

dua lapisan pada kesetimbangan adalah diandalkan untuk efek pemisahan yang diinginkan.

Lapisan yang mengandung konsentrasi yang lebih besar dari pelarut dan konsentrasi yang

lebih kecil dari cairan pakan disebut sebagai lapisan "ekstrak". Lapisan lainnya, yang

mengandung konsentrasi yang lebih besar dari cairan umpan dan konsentrasi yang lebih kecil

pelarut disebut sebagai lapisan "raffinate". Istilah-istilah yang sewenang-wenang dan

digunakan dengan cara yang berbeda di negara yang berbeda, sehingga pembaca literatur

asing harus berhati-hati untuk tidak bingung.

Pelarut dikatakan selektif untuk komponen pakan rhe yang ditemukan dalam rasio yang

lebih besar untuk komponen lain dalam ekstrak daripada baik raffinate atau pakan asli.

Pelarut selektif untuk componeny A jika (xA / xB) F <(yA YB /) 1> (xA / xB) n. Bahan-

bahan sisa yang tersisa dari ekstrak dan reffinate lapisan setelah bagian utama dari pelarut

akan dihapus sering disebut sebagai ekstrak dan raffinate, masing-masing. Dalam operasi

layer mungkin baik atas atau bawah, dipending pada kepadatan relatif mereka. Salah satu dari

fase cair mungkin berisi padatan terlarut. Dalam beberapa operasi lebih dari dua fasa cair

dapat terbentuk secara simultan, dan fase padat dan fase uap juga mungkin terlibat. Ekstraksi

mungkin hanya melibatkan proses fisik pemisahan dengan solusi, atau reaksi kimia antara zat

diekstrak dan bahan pelarut atau dilarutkan dalam pelarut mungkin terjadi. ekstraksi cair-cair

telah banyak digunakan untuk menghilangkan unsur naphthenic dan aromatik dari konstituen

paraffinic saham minyak pelumas dengan menggunakan berbagai pelarut dan campuran

pelarut. Pemulihan asam asetat dari encer larutan mengandung air, pemisahan konstituen tak

jenuh dari minyak nabati seperti minyak kedelai, pemurnian butadiena, dan pemulihan

penisilin adalah contoh lain. Kombinasi ekstraksi cair-cair dengan distilasi fraksional yang

dikenal sebagai "penyulingan ekstraktif" telah menjadi peningkatan penting industri dalam

beberapa tahun terakhir untuk pemisahan mendidih close-senyawa dan campuran azeotrop.

Peralatan

Semua peralatan ekstraksi upaya untuk mengamankan area kontak yang besar antara

fase sejakperpindahan dari komponen yang didistribusikan berbanding lurus dengan daerah

ini. Diferensiasi antara berbagai jenis peralatan didasarkan pada metode yang digunakan

untuk menghubungi fase cair.

Pencampuran dua tahap oleh pengelompokan dan menyebar satu fase bentuk

permukaan baru dengan kecepatan transfer zat terlarut di bidang kontak besar. Kemudahan

Page 12: Tugas Aik Kel.5 Fix

pencampuran tergantung pada interfacialtension antara dua fase, kepadatan relatif dari dua

fase, dan viskositas setiap tahap.

Pemisahan dua fase setelah mereka telah dibawa ke kontak ini dapat dicapai oleh

gravitasi atau, lebih jarang, dengan gaya sentrifugal. Kemudahan pemisahan tahap dua

tergantung terutama pada perbedaan densitas dari dua tahap dan viskositas mereka dan

mungkin lumayan dipengaruhi oleh adanya kotoran yang dapat menstabilkan emulsi.

Metode ini tergantung pada panjang peningkatan jalur aliran untuk mendapatkan area

kontak yang besar dan konsumsi energi biasanya diperlukan kurang dari ketika dua tahap

dicampur. Seperti bidang kontak diperpanjang antara fase dapat diperoleh dengan

mengalirkan dua fase cair countercurrently atau concurrenly dalam tabung horizontal atau

saluran dengan fase kurang padat mengalir di bagian atas tabung, atau dalam tabung vertikal

saluran dengan tahap yang lebih padat mengalir menuruni dinding tabung sedangkan fase

kurang padat mengalir ke atas trought pusat tabung. Istilah "dibasahi-dinding" menara sering

digunakan untuk jenis vertikal. Dalam kedua jenis horizontal dan vertikal peralatan area

kontak diperpanjang diperoleh dengan memiliki peralatan yang cukup panjang.

Kolom penyekat-plat (Fig.303) merupakan modifikasi dari kolom vertikal sederhana

yang memberikan suatu daerah meningkat tanpa sangat meningkatkan panjang kolom. pelat

penyekat padat yang memperpanjang sebagian di penampang kolom ditempatkan pada

interval yang sesuai dalam kolom. Setiap pelat penyekat dapat diberikan dengan bibir pendek

sehingga masing-masing secara substansial nampan. Cairan ringan mengalir ke atas sekitar

penyekat dan melalui area bebas antara baki dan dinding bagian dalam kolom. Mengalir

cairan berat sepanjang penyekat, kelimpahan, lebih dari bibir, dan kemudian mengalir ke

bawah ke dalam baki berikutnya.

Kapasitas peralatan tersebut dibatasi oleh fakta bahwa tingkat aliran kedua fase harus

cukup rendah untuk mencegah pencampuran dari fase karena baik menghubungi dan

pemisahan fase terjadi pada bagian yang sama dari peralatan. Jika gaya sentrifugal digunakan

untuk mencegah pencampuran fase, tingkat aliran lebih tinggi dapat digunakan. Ekstraktor

sentrifugal podbielniak (Gambar 304) didasarkan pada prinsip ini. Pembagian dan dispersi

satu fasa, pada tahap kedua dapat dilakukan dengan berbagai jenis mixer atau kolom. Mixer

termasuk penghasut udara, mixer mekanik, dan pencampur aliran dan digunakan untuk

mencampur fase dalam satu kapal dengan pemisahan dicapai dalam sebuah kapal yang

terpisah, kecuali dalam operasi batch ketika kapal yang sama dapat digunakan pertama untuk

pencampuran dan kemudian untuk pemisahan. Kolom mungkin spray, dikemas, atau tipe

pelat dan biasanya dioperasikan dengan aliran berlawanan fasa tersebut. Pemisahan dua fase

Page 13: Tugas Aik Kel.5 Fix

terjadi di dalam kolom itu itu sendiri dan bukan dalam wadah terpisah. Fase cair lebih berat

masuk di bagian atas dan daun di bagian bawah, fase cair lighter mengalir ke atas dalam arah

yang berlawanan. Kolom semprot adalah jenis peralatan yang sederhana dan terdiri dari

vassel yang cocok, biasanya silinder.

Dan jauh lagi cokelat berdiameter panjang, sebuah dilengkapi dengan saluran atau

distributor untuk tahap yang akan bubar. Fase kontinyu mengisi kapal, dan arus fasa

terdispersi meskipun fasa kontinyu. Efektivitas ekstraksi tergantung pada subdivisi dari fasa

terdispersi ke dalam tetesan kecil. Koalesensi tetesan ini setelah mereka terbentuk cenderung

menurun. Koalesensi disukai oleh tegangan antar muka tinggi antara fase cair, yaitu, ketika

jumlah tetesan per satuan volume besar. desain yang tepat dari pintu masuk semprot,

sehingga extrance adalah tipe difusi secara bertahap memperluas (corong jenis) daripada tipe

orifice tiba-tiba, akan memungkinkan operasi pada tingkat yang lebih tinggi mengalir tanpa

koalesensi dari droplets1. Jika penampang kolom terbatas di pintu masuk oleh pengenalan

nozel menyebar, kecepatan arus counter dari fasa kontinyu antara tetesan mey cenderung

untuk mempromosikan koalesensi bukan menjaga tetesan te terpisah.

Kolom dikemas berbeda dari kolom kosong di kapal tersebut sebagian dipenuhi dengan

kemasan yang sesuai, baik padat atau berongga. Para kemasan yang digunakan memiliki

berbagai macam bentuk sebuah sizez. eylinders kosong berdinding tipis ia lengtht sama

dengan diameter (cincin Rasching) dan unit berbentuk pelana yang disebut Berlsaddles sering

digunakan. Lihat buah ara. 328 untuk 328d (hal. 323 dan 324) untuk diagram dari kolom

dikemas dan foto-foto kemasan. Kinerja kolom dikemas depens terutama pada bidang kontak

yang besar yang dihasilkan oleh pengepakan dan kurang pada pembagian dari fasa

terdispersi. Hal ini penting untuk mendukung kemasan dan untuk menemukan kepala

distributor benar sehubungan dengan dukungan kemasan, sehingga untuk menghindari

gangguan pada aliran dua phases.1

Salah satu fase ini mungkin telah tersebar di semprot atau kolom dikemas, meskipun

biasanya diinginkan untuk membuat fase mengalir dalam jumlah yang lebih besar tersebar

phase.3 Saparation dari dua fase terjadi terus menerus dalam kolom yang disediakan sesuai

menetap di bagian di bagian atas atau bootom kolom. Tingkat antarmuka akan maintainedat

mey setiap titik di kolom meskipun biasanya di bagian atas atau bawah kolom. Gambar 305

menunjukkan metode untuk mengendalikan tingkat antarmuka. Sebuah kolom piring terdiri

dari serangkaian piring, jarak interval yang teratur sepanjang kolom, yang berfungsi untuk

membubarkan salah satu tahap. pipa Edaran memperluas di atas bagian bawah piring

digunakan untuk aliran fasa kontinyu dari piring ke piring (Gambar 306). Jika ada perbedaan

Page 14: Tugas Aik Kel.5 Fix

ditandai membasahi dari kolom oleh dua cairan, operasi yang berhasil diperoleh hanya jika

fase nonwetting adalah fasa terdispersi. Saparation dari phasesoccurs di setiap bagian antara

pelat, antarmuka tingkat dipertahankan oleh tha panjang dari downpipes melalui mana arus

fasa kontinyu.

Seperti ditunjukkan, cairan mengalir ke bawah melalui pipa atau segmen dan ke atas

melalui perforasi. Volumns juga dibangun dengan pelat interved, dalam hal aliran ke atas

melalui pipw th atau segmen dan turun melalui perforasi. Pengaturan ini tergantung pada fase

mana yang akan despersedand sering ditentukan oleh sifat antarmuka dari fuilds dan bahan

konstruksi.

Kolom saringan-piring sesuai, dalam arti, untuk serangkaian kolom semprot pendek

dipasang satu di atas yang lain. The disperdes recombines cair di atas piring dan kemudian

kembali dibagi lagi menjadi didispersikan kembali melewatkan melalui perforasi dari pelat

berikutnya. Karena telah menunjukkan bahwa untuk tetes satu jumlah yang cukup berarti (40

sampai 45 persen) dari total ekstraksi terjadi sebagai drop terbentuk sebelum rilis dari nosel,

17 adalah mungkin bahwa efektivitas dilaporkan dari jenis peralatan ini adalah untuk

pembentukan sering permukaan baru di eacs pada pelat. Penurunan jarak plat meningkatkan

efisiensi ekstraksi tetapi mengurangi thoughput alloable rentang jarak pelat dari 3 hingga 9

in.19 rekombinasi An redispersion dari fasa terdispersi yang terjadi whish menyerap energi

dapat disediakan hanya wen perbedaan dalam kerapatan fase cukup untuk mengatasi

resistensi meningkat di piring saringan, sehingga konsumsi energi untuk jenis ini mungkin

jauh lebih besar daripada untuk kolom kosong dari ketinggian yang sama.

Pelat gelembung-topi kolom, Gambar. 327, banyak digunakan untuk cairan-uap

menghubungi telah ditemukan memuaskan untuk ekstraksi cair-cair sebagai biasa

designed.15 Ketegangan antar muka yang lebih tinggi antara dua uap, dan agitasi yang lebih

rendah diperoleh karena viskositas yang lebih tinggi ketika dua fase cair contanted, mungkin

account untuk kinerja buruk dari kolom bubblecap bila digunakan untuk ekstraksi cair-cair.

Tingkat Aliran dari fase cair pada kolom yang digunakan untuk ekstraksi cair-cair dibatasi

oleh cepat bahwa setelah arus membatasi tertentu telah mencapai kolom tersebut tidak akan

lagi berfungsi dengan baik. Aliran membatasi disebut "titik banjir" dan tergantung pada

tingkat aliran fasa kedua. Pada titik banjir fasa terdispersi mundur dari kolom dan terbawa

woth fase kontinyu. Secara umum, kecepatan yang diijinkan dari fase lainnya meningkat.

Sifat pyshical dari fase cair, jenis dan ukuran tetes (untuk menara semprot), perforasi ukuran

dan lokasi (untuk kolom pelat), serta kondisi pintu masuk, semua akan mempengaruhi tingkat

membatasi.

Page 15: Tugas Aik Kel.5 Fix

Meskipun data yang besar terhadap kinerja peralatan menampar skala yang tersedia.

Hanya sedikit informasi yang tersedia pada kinerja peralatan besar-besaran, dan desain

peralatan tersebut saat ini adalah berdasarkan prosedur empiris om dan informasi khusus

untuk cairan yang diekstrak dan jenis peralatan yang digunakan.

Gambar 308. Ilustrasi diagram skema countercurrent multiple-contact extraction

Metode Operasi

Metode yang sama operasi yang esed untuk ekstraksi padat-liguid juga dapat diterapkan

untuk ekstraksi cair-cair, yaitu, (1) kontak tunggal, (2) sederhana multiple-kontak, dan (3)

countercirrect multi-kontak. Countercurrect multi-menghubungi operasi dapat berupa batch

atau kontinu. Karena kemudahan yang lebih besar dalam headling fase cair, terus beroperasi

lebih sering digunakan dalam ekstraksi cair-cair daripada di ekstraksi padat-cair.

Dalam kasus tertentu, penggunaan "refluks" dengan beberapa operasi-menghubungi

kontra-saat ini dapat menguntungkan. Ketika kontra-arus multiple-menghubungi ekstraksi

tanpa refluks digunakan, konsentrasi maksimum zat terlarut yang dapat diperoleh di lapisan

ekstrak, meskipun jumlah tak terbatas tahap digunakan adalah yang sesuai dengan

keseimbangan dengan pakan yang masuk. Jika konsentrasi zat terlarut dalam pakan rendah,

mungkin diinginkan untuk mendapatkan konsentrasi yang lebih tinggi dalam lapisan ekstrak

yang sesuai dengan keseimbangan dengan pakan. Hal ini dapat dicapai dengan mengambil

sebagian dari lapisan ekstrak dari yang sebagian atau seluruh pelarut telah dihapus dan

kembali ke sistem ini pada tahap yang sama dari mana ekstrak daun lapisan. Jenis operasi ini

telah disebut "memperkaya dengan refluks" atau "ekstrak reflux" 6,21 (Gambar 307). Feed

(LF aliran) masuk pada tahap peralihan dari sistem. Segar pelarut (stream Vn +1) n masuk di

panggung, dan lapisan raffinate (stream Ln) daun dari tahap ini. Lapisan ekstrak (stream V1)

Page 16: Tugas Aik Kel.5 Fix

daun tahap 1 dan dikirim ke unit penghapusan pelarut mana pelarut akan dihapus dari sungai.

Bahan yang dihasilkan kemudian dibagi menjadi dua bagian, reflix tersebut (L0 aliran) yang

kembali ke panggung 1 dan produk ekstrak (stream D). penggunaan ekstrak refluks

memungkinkan lapisan ekstrak meninggalkan sistem untuk datang ke dalam dengan bahan

yang mengandung konsentrasi zat terlarut lebih tinggi daripada pakan, namun menyelesaikan

ini dengan membutuhkan jumlah yang lebih besar pelarut per unit kuantitas pakan.

Reflux juga dapat diberikan pada akhir dari sistem dari yang lapisan raffinate daun.

Dengan operasi, disebut "melelahkan dengan refluks" atau "reflux raffinate" (Gambar 308),

membagi lapisan raffinate meninggalkan sistem dicampur dengan pelarut yang masuk

sehingga cairan yang dihasilkan (stream Vn +1) biasanya jenuh sehubungan dengan

komponen raffinate utama. Cairan ini kemudian dimasukkan ke dalam tahap n. feed (L0

stream) diperkenalkan pada ujung sistem (tahap 1), dan lapisan ekstrak daun tahap yang

sama. Penggunaan refluks raffinate telah dikatakan untuk meningkatkan derajat pemindahan

zat terlarut ke raffinate.6, 21 Baik ekstrak dan raffinate refluks mungkin bekerja

simultaneuously. Namun, penggunaan refluks tidak berlaku umum tetapi terbatas pada jenis

tertentu dari sistem terner seperti yang akan dipertimbangkan di bawah hubungan

keseimbangan.

Metode Perhitungan

Seperti dalam ekstraksi padat-cair, dasar perhitungan adalah tahap yang ideal. Sejak

tahap dua meninggalkan tahap yang ideal berada dalam keseimbangan satu sama lain,

"panggung" termasuk bahwa sebagian dari peralatan yang kontak dan memisahkan dua fase.

Dalam kasus ekstraksi cair-cair di mana terpisah pencampuran dan pembuluh pengaturan

yang digunakan, setiap kombinasi kapal pencampuran dan kapal settling merupakan tahap

yang mungkin atau tidak mungkin menjadi tahap keseimbangan, tergantung pada apakah atau

tidak ada keseimbangan antara dua fase meninggalkan panggung.

Jika peralatan ekstraksi adalah jenis di mana satu fasa mengalir melewati fase lain tanpa

pencampuran, atau dari semprotan atau jenis dikemas-kolom mana fase terus-menerus dalam

kontak seluruh peralatan dan pemisahan fase ini tidak dilakukan sampai soket tersebut

tercapai, peralatan mungkin setara dengan beberapa tahap keseimbangan. Dalam kasus

seperti efektivitas peralatan tersebut dapat dinyatakan sebagai tinggi atau panjang dari

peralatan yang setara dengan tase keseimbangan. Metode lain mengungkapkan efektivitas

dalam hal tingkat perpindahan massa, seperti tinggi atau panjang sesuai dengan "unit

transfer," akan dibahas dalam bab alater.

Page 17: Tugas Aik Kel.5 Fix

Dalam metode ini untuk menghitung jumlah tahap kesetimbangan diperlukan untuk

ekstraksi cair-cair, diasumsikan bahwa hanya dua fase cair hadir, dan sistem ini terdiri dari

tiga (atau lebih) komponen, kedua (atau lebih) komponen hadir dalam larutan asli, dan

pelarut yang digunakan untuk ekstraksi. Kehadiran dalam jumlah kecil dan kotoran dapat

diabaikan sejauh hubungan ekuilibrium yang bersangkutan. Setiap satu tahap beroperasi pada

suhu konstan.

Perhitungan jumlah tahap kesetimbangan diperlukan untuk ekstraksi cair-cair

didasarkan pada dua prinsip saldo material (1), dan hubungan kesetimbangan (2).

Energi saldo umumnya tidak dibuat karena kurangnya data seperti panas dari solusi,

kapasitas panas, dan energi permukaan, dan efek ini diabaikan dalam kebanyakan kasus

sebagai tidak penting dalam transfer cair-cair.

Bahan Saldo untuk total sungai dan untuk setiap komponen individual yang dapat

dilakukan seperti yang dilakukan untuk ekstraksi padat-cair. Keseimbangan Hubungan dalam

Sistem Ternary

Menurut aturan fase ada tiga derajat kebebasan (tiga variabel independen) untuk sistem

(tiga-komponen) ternary terdiri dari dua fase cair pada kesetimbangan. Pada setiap suhu dan

tekanan, karena itu, hanya satu derajat kebebasan tetap. Jika komposisi dari salah satu fase

cair tertentu atau tetap, dan komposisi fase cair kedua juga tetap dan bukan merupakan

variabel bebas dengan syarat bahwa kondisi kesetimbangan ada.

Sebuah sistem terner terdiri dari komponen A, B, dan C dapat dianggap sebagai terdiri

dari tiga sistem biner-A dan B, B dan C, dan A dan C. jenis yang paling umum diagram

terner fase adalah bahwa untuk yang dua sistem biner cairan benar-benar larut dan sistem

biner ketiga adalah satu di mana cairan hanya sebagian larut. Diagram fase untuk sistem

terner seperti ditunjukkan pada Gambar. 309 dan 310, yang mewakili data untuk sistem

diphenylhexane-docosane-furfural pada 4500C dan 1 atm. Gambar 309 adalah fase diagram

segitiga sama sisi yang dipergunakan, dan Gambar. 310 adalah fase diagram segitiga siku-

siku untuk sistem yang sama seperti diwakili pada koordinat segi empat.