Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir VP2TBDU dan P2BGN-BA TAN Jakarta, 22 Pebruari 2000

ISSN 1410-1998

BERBAGAI TEKNOLOGI PROSES PEMISAHAN

Wahyudi Budi SediawanJurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik -UGM

ABSTRAK

Proses-proses pemisahan dalam industri senantiasa berkembang sepanjang waktu. Oisamping pengembangan teknologi atau proses-proses baru, peningkatan unjuk kerja proses-proses yang telah lama dikenal juga terus dilakukan. Akhir-akhir ini, dengan dukungan teknologiyang semakin maju, ada kecenderungan untuk lebih berani menggunakan kondisi operasi yanghe bat, misalnya suhu tinggi dan pressure drop besar. Berdasarkan analisis biaya total, pabrikcenderung memilih alat yang walaupun harganya agak mahal, tetapi biaya operasinya murah.Selain itu, kesadaran ling kung an mendorong industri untuk mengembangkan proses-proses yangenvironmentally friendly. Untuk merancang suatu proses pemisahan, perlu dipilih teknologi yangpaling feasible dan paling efisien untuk kisaran kondisi operasi yang dikehendaki. Oalam hal ini,diperlukan Jatar belakang teori yang mantap dan dukungan data yang memadai. Secara umum,teori dan data yang diperlukan dapat dikatagorikan menjadi dua konsep pokok, yaitukeseimbangan dan proses-proses kecepatan. Untuk dapat melakukan perhitungan dan analisisfundamental berdasarkan kedua konsep tersebut, diperlukan juga penguasaan pemodelanmatematis dan penyelesaikan persamaan-persamaan matematis yang dewasa ini lebih seringdilakukan secara numeris dengan bantuan komputer. Untuk memberikan gambaran tentangproses-proses pemisahan di industri, baik yang sudah lama dikembangkan maupun yang relatifbaru, dibahas secara singkat sejumlah proses pemisahan.

PENGANTAR Dalam memilih proses pemisahanatau proses-proses pada umumnya, adasejumlah hal penting yang perlu diperhatikan,yaitu:

1. Untuk suatu keperluan pemisah atauproses yang lain, pad a umumnyatersedia sejumlah pilihan teknologi

sehingga sifatnya open-ended. Dengandemikian harus dicari teknologi yangpaling feasible. Jadi ada dua hal yangperlu dilakukan, yaitu mencari sebanyakmungkin teknologi yang bisa dipakai(semacam brain storming) dan pemilihanproses mana yang paling feasible(process assessment).

2. Suatu teknologi pemisah bisa bekerjaefisien hanya pada batas-batas kisarankeadaan tertentu, misalnya sifat bahan,kadar, dan bahkan keadaan fasaseringkali berubah sangat nyata.Misalnya susu segar berkadar air 90%bersifat cair enGer, jika dihilangkan airnyasampai kadar air menjadi 50%,keadaannya menjadi cair kental, dan jikakadar air tinggal 3%, keadaannyaberubah padatan (serbuk).

Proses pemisahan merupa-kanproses penting dalam industri kimia danmenjadi semakin menarik untuk dikaji lebihjauh dengan makin berkembangnyapermasalahan di lapangan serta makinbanyaknya pilihan teknologi yang bisadigunakan. Beberapa kecenderunganterakhir proses-proses pemisahan dalamindustri adalah sebagai berikut :

1. Pemakaian proses yang sudah lamadikenal (misalnya distilasi, ekstraksi, dan

lain-lain) tetapi dengan unjuk kerja yanglebih baik, misalnya dalam hal :

a. kebutuhan energi yang lebih rendahb. harga peralatan yang lebih murah,

misalnya peralatan lebih kecilc. limbah yang lebih sedikit atau tidak

berbahayad. kondisi operasi yang tidak terlalu

he bate. kebutuhan bahan pemroses,

misalnya salven pada ekstraksi, yanglebih kecil

f. kualitas produk yang lebih baik,karena kemurnian yang lebih tinggi,kerusakan bahan tak banyak terjadi,dan lain-lain.

3. Nomor 1 dan 2 mengakibatkan bahwaseringkali tidak bisa dipakai satu alat atauproses yang efisien untuk sepanjang

proses pemisahan sehingga perlu dipakaibeberapa alat atau proses berbedasecara berurutan. Misalnya :

2 Pemakaian teknologi atau proses yangbaru dalam arti belum lama

dikembangkan

8

ISSN 1410-1998 Prosiding Presentasi /lmiah Daur Bahan Bakar Nuklir VP2TBDU dan P2BGN-BATAN Jakarta, 22 Pebruari 2000

a. Pada pengeringan kain yang selesaidicuci, mula-mula dilakukan prosespemerasan (dengan tanganmisalnya), lalu baru dijemur (drying).Pemerasan sampai kering tidak

mungki dilakukan, sedangkanpenjemuran secara langsung tanpadiperas akan makan waktu yang jauhlebih lama.

b. Pad a pembuatan susu bubuk darisusu segar yang pada prinsipnyaadalah pemisahan air dari padatan,dewasa ini pada umumnya dipakai

tiga tahapan proses yaitu evaporasi,spray drying, dan terakhir vibro-fluiizer. Perlu diingat bahwa

pengembangan proses pembuatansusu bubuk sampai ke tahapsekarang ini memerlukan waktu kira-kira 100 tahun dan sekarang masihterus berkembang.

Pemisahan bahan impurities yangkadarnya tinggal sedikit (tahap terakhir)pad a umumnya sang at sulit danmemerlukan "pengorbanan" yangbanyak. Sebagai contoh, ongkospenghilangan air dari susu dengan dryingkira-kira sembilan kali biayapenghilangan air dengan evaporator(untuk setiap kg air yang diuapkan).

Kondisi operasi yang hebat, misalnyatekanan atau suhu tinggi, dewasa initidak terlalu ditakuti atau dihindari.Sebagai contoh, splitting minyak nabati(misalnya kelapa sawit), dahulucenderung memakai suhu dan tekananyang tidak begitu tinggi, tetapi denganbantuan katalisator, misalnya NaCH.Sekarang industri cenderung memakaisuhu dan tekanan tinggi tetapi tanpakatalisator.

Untuk suatu proses pemisahan, pad aumumnya diperlukan kontak antar fasayang baik, yang bisa dicapai denganmembuat gerak aliran dengan turbulensitinggi. Untuk memperoleh turbulensitinggi, pad a umumnya diperlukan

pressure drop yang tinggi, sehinggadiperlukan energi pompa atau kompresoryang tinggi. Diperlukan optimasi untukmemilih kondisi yang memberikanturbulensi yang cukup tinggi (kecepatanperpindahan cukup tinggi) tetapi pressuredrop tidak terlalu tinggi. Dewasa iniindustri cenderung lebih berani memakaipressure drop tinggi untuk mencapaikontak antar fasa yang lebih baik.

Pemakaian sieve tray pada rnenaradistilasi, kolom pulsa untuk ekstraksi, danpenambahan penghalang aliran adalahcontoh-contoh kecenderungan ini.

7. Analisis biaya total, pad a umumnya me-make-up biaya peralatan (fixed cost) danbiaya operasi. Untuk mencapai biayaproduksi seminimal mungkin, diperlukanoptimasi. Dewasa ini ada kecenderunganuntuk memilih alat atau teknologi yangwalaupun biaya peralatannya agak mahaltetapi biaya operasinya murah. Untukmenekan biaya peralatan, adakecenderungan memilih alat yangkapasitasnya besar karena biaya tiapsatuan produk menjadi lebih rendah.Tentunya ini jika modal, bahan baku. dan

pasar memungkinkan.

8. Kesadaran lingkungan mendorongindustri untuk menghindari proses-prosesyang menggunakan bahan kimia atau jikaterpaksa perlu diusahakan recycle ataudaur ulang bahan-bahan kimia yangdipakai. Jika terpaksa ada limbah, perludilakukan waste treatment yangmemadai.

Untuk meningkatkan unjuk kerjaproses-proses yang sudah lama dikenal,diperlukan back up teori yang mantap dandata-data yang memadai. Teori dan datayang diperlukan untuk perancangan alatpemisah dan yang perlu diteliti atau dipelajaribiasanya dapat dikategorikan menjadi duakonsep pokok, yaitu :

4

1 Kesetimbangan

Untuk jenis-jenis alat tertentu,keadaan setimbang sudah hampir tercapaimisalnya pada ekstraksi dengan mixer-settlerdan menara distilasi dengan plat-plat,sehingga teori atau data kesetimbangandapat dimanfaatkan untuk perhitunganperalatan-peralatan tersebut. Untuk jenis-jenis alat yang lain, di mana keadaan masihjauh dari setimbang, perhitunganmemer!ukan konsep kecepatan perpindahanmassa-'(sering disertai perpindahan panas).Kecepatan perpindahan pada umumnyatergantung jauhnya keadaan dari keadaansetimbang. Dengan demikian, teori dan data

kesetimbangan juga diperlukan.

6.

2 Proses-proses kecepatan

Proses pemisahan pada umumnyamelibatkan peristiwa perpindahan massa dan

Q

ISSN 1410-1998Prosiding Presentasi I/miah Daur Bahan Bakar Nuklir VP2TBDU dan P2BGN-BA TAN Jakarta, 22 Pebruari 2000

panas. Untuk itu, teori atau data tentang

kecepatan perpindahan sangat diperlukan.Seniuk umum persamaan kecepatanperpindahan pada umumnya adalah sebagaiberikut :

memanfaatkan perbedaan komposisisetimbang pad a fasa uap dan cairoOperasinya berupa penguapan danpengembunan dan pad a umumnyadijalankan berkali-kali (bertingkat). Karenamelibatkan penguapan dan panas latenpenguapan biasanya besar, maka proses inimemerlukan banyak energi. Meskipundistilasi sudah cukup lama dikenal, pe-ngembangan proses ini dan penelitian-penelitian yang terkait masih banyakdilakukan. Studi-studi terakhir banyakmengarah kepada :

{ LUaS JKeCepalan kadar( . ) = (Koefisien Bidang Kadar -

( .))perpmdahm seilmbang

kanlak

Jadi parameter-parameter yangpenting untuk dipelajari adalah :

a. koefisien perpindahanb. luas bidang kontakc. kadarsetimbang (kesetimbangan)

Kadang-kadang koefisien digabungdengan luas bidang kontak dan hasilnyaadalah koefisien perpindahan volumetris,yaitu :

1. penghematanenergi2. memperbesar faktor pemisahan yang bisa

dicapai, antara lain dengan

a. azeotropic distillationb. extractive distillation

Pada distilasi azeotrop, ditambahkanzat volatil yang bisa berinteraksi lebih kuatdengan suatu komponen dibanding dengankomponen lainnya dan zat volatil tersebutakan ikut sebagai distilat (perlu dipisahkanlebih lanjut). Pada distilasi ekstraktif,ditambahkan zat non volatil yang bisaberinteraksi lebih cepat dengan suatu

komponen dibanding dengan komponenlainnya. Zat non-volatil tersebut akan ikut kehasil dasar dan selanjutnya perlu dipisahkan.

Koefisien]perpindahan =

vo/umetris

[ /uas 'KoeflSien bidang konlak

,perPindahan} liap vo/um

Perlu diingat bahwa untuk bisa menghasilkanukuran alat yang diperlukan, pertimbanganselalu melibatkan konsep-konsep kecepatan.Oleh karena itu, dikatakan bahwa proses-proses kecepatan adalah the soul ofchemical engineering.

Untuk bisa melakukan hitungan atauanalisis fundamental berdasarkan proses-proses kecepatan dan kesetimbangan,

diperlukan penguasaan pemodelanmate mat is dan juga penyelesaianpersamaan-persamaan matematis (padaumumnya persamaan diferensial) yang saatini lebih sering dijalankan secara numerisdengan bantuan komputer.

2, Distilasi Uap (Steam Distillation)

Distilasi uap adalah suatu proses dimana steam dikontakkan langsung, dengansistem distilasinya (open steam). Salah satukasus khusus adalah pengambilan cairanyang tidak bercampur dengan air (immiscible)dari padatan, misalnya pengambilan minyakcengkeh dari daun cengkeh, Dalam hal ini,daun cengkeh dikontakkan dengan steam.Karena minyak cengkeh dan air bersifatimmiscible, maka kedua zat tersebut akanmendidih bersama pad a suhu yang lebihrendah dari titik didih minyak cengkeh danair. Hal ini sangat menguntungkan karenasuhu operasi menjadi rendah sehinggakerusakan bahan bisa lebih sedikit. Uap yangterbentuk diembunkan sehingga terbentukdua cairan yaitu air dan minyak cengkehyang immiscible dan mudah dipisahkan.Apabila dikembangkan dengan baik, distilasiuap ini akan sangat bermanfaat untukmengambil minyak-minyak atsiri dari hasiltumbuh-tumbuhan Indonesia. Minyak-minyakatsiri ini umumnya mahal harganya. Distilasiuap yang dilakukan oleh petani, pad a

TEKNOLOGIPEMISAHAN

Berikut ini akan dibahas secarasingkat sejumlah proses pemisahan, baikyang sudah lama dikembangkan maupunyang relatif "baru". Proses-proses yangdibahas hanya yang menyangkut pemisahankomponen kimia dari campuran homogendan tidak mencakup proses-prosespemisahan mekanis (filtrasi, sedimentasi,dekantasi, dan lain-lain).

Distilasi1

Distilasi adalah salah satu prosespemisahan komponen-komponen kimia yangsudah sangat lama dikenal. Proses ini

10

ISSN 1410-1998Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir V

P21BDU dan P2BGN-BA TAN Jakalta, 22 Pebruari 2000

umumnya dijalankan dengan kurang baiksehingga kualitas hasil minyak atsirinyasangat rendah dan akibatnya tidak memenuhikualitas ekspor. Kalaupun bisa diekspor,

harganya sangat rendah. Pengembangandistilasi uap di Indonesia akan sangat

menunjang pengembangan industriagrokimia yang sangat menguntungkan.

4. Adsorpsi (Penjerapan)

Adsorpsi adalah pengambilan kom-ponen dari gas atau cairan denganpenjerapan oleh suatu padatan. Padapenjerapan, zat yang diserap menempelpada permukaan padatan, tidak sampai kedalam padatan. Kapasitas adsorpsi inibiasanya kecil, tetapi bisa mengambilkomponen-komponen yang jumlahnya sangatkecil (traces) dari gas atau cairan. Ikatanadsorpsi bisa berupa ikatan fisis ataupunikatan kimia. Proses ion- exchange dapatpula digolongkan ke dalam adsorpsi kimiawi.Pada adsorpsi, permukaan penjerap bukan

hanya permukaan padatan saja, tetapi jugapermukaan pori-pori padatan. Oleh karenaitu, dalam adsorpsi terjadi prosesperpindahan massa dan penjerapan dipermukaan (fisis atau kimiawi).

3. Absorbsi

Langkah-langkah yang terjadi padaadsorpsi menggunakan adsorben padatanberpori adalah :

Absorbsi, yaitu pengambilan kom-ponen-komponen dari campuran gas denganpenyerapan menggunakan salven, sudahlama dikenal dalam industri kimia. Proses ini

pada umumnya dijalankan pad a tekanantinggi dan suhu rendah. Komponen yangsudah terserap tadi biasanya dipisahkankembali dengan cara stripping. Jadi,kebanyakan absorber selalu dikombinasikandengan stripper. Salven diharapkan dapatdipakai berulang-ulang. Usaha yang selaludilakukan adalah mencarii cara untukmenyediakan kontak gas-cair sebaik-baiknya,tanpa mengakibatkan pressure drop yangterlalu tinggi. Kontak yang baik mencakupdua aspek, yaitu luas bidang kontak yangbesar dan gerak relatif yang makin cepat

(turbulen ).

Untuk meningkatkan unjuk kerja

penyerapan. dapat pula ditempuh caraabsorbsi reaktif, di mana komponen dari gas,setelah terserap dalam cairan, berikatan/bereaksi kimia dengan zat yang ada dalamsalven. Terj~di dua proses seri, yaituperpindahan massa dan reaksi kimia.Kecepatan proses keseluruhan ditentukanoleh proses yang paling lambat. Dengandemikian, dikenal resin dinamis, resin kimia,dan resin campuran. Kesetimbangannya jugamencakup dua aspek, yaitu kesetimbanganfasa gas-cair dan kesetinibangan kimia difasa cair. Contoh absorbsi reaktif dalamindustri adalah absorbsi CO2 dari gas hasilreform~r (misalnya pad a pabrik amonia).Dipakai penyerap berupa air yangmengandung K2CO3. Gas CO2 yang terserapke dalam air bereaksi dengan K2CO3 menurutreaksi

a. Perpindahan zat dari cairan atau gas kepermukaan luar butir adsorben.

b. Perpindahan massa zat (difusi) daripermukaan padatan ke bagian dalampadatan melewati cairan/gas dalam pori.

c. Perpindahan massa zat dari cairan/gasdalam pori ke permukaan dinding pori.

d. Penjerapan pada permukaan pori.

Analisis teoritis proses adsorpsimencakup langkah-langkah proses tersebut.Persoalan menjadi lebih kompleks jika poriterdiri atas pori primer, sekunder, tersier, danseterusnya. Selain uu, kesetimbanganadsorpsi masih perlu banyak diteliti pula.Model-model yang sudah dikembangkan(Langmuir, Freundlinch, BET, dansebagainya) sering belum bisa dipakai untukbanyak kasus. Selain itu, perlu dilakukanusaha-usaha untuk mendapatkan luaspermukaan tiap satuan massa butir yangbesar tanpa mengganggu proses alirangas/cairan. Oi samping itu, pembuatanstruktur pori yang mudah dilewati oleh zatyang diadsorpsi juga banyak dilakukan.Salah satu contoh pemakaian adsorpsiadalah pengambilan zat-zat beracun yangjumlahnya sangat kecil dalam cairan(misalnya fenol).

CO2 + K2CO3 + H2O -+ 2 KHCO3

Absorbsi reaktif memerlukan suhuyang lebih tinggi daripada absorbsi biasak~rena reaksi kimia akan berjalan lebih cepatpad a suhu yang lebih tinggi. Dewasa ini,penelitian-penelitian mengenai absorbsireaktif banyak dilakukan.

5. Absorbsi Reaktif dengan Padatan

Pengambilan suatu komponen dalamgas suhu tinggi, untuk selanjutnya gas sisa

11

Prosiding Presentasi //miah Daur Bahan Bakar Nuklir VP27BDU dan P2BGN-BA TAN Jakarta, 22 Pebruari 2000 ISSN 1410-1998

akan diproses lebih lanjut pada suhu tinggi

pula, kurang efisien jika menggunakanabsorbsi biasa karena pada umumnyaabsorbsi harus berlangsung pada suhurendah. Gas suhu tiQggi harus didinginkandulu, baru diabsorbsi, kemudian gas sisaharus dipanaskan lagi untuk diproses lebih

lanjut. Dengan demikian dibutuhkan banyakenergi sehingga diinginkan absorbsi yangbisa berjalan pad a suhu tinggi. Cara yangbisa ditempuh adalah reaksi dengan padatan.

Misalnya, pengambilan H2S dari campurangas bersuhu tinggi, bisa dijalankan denganoksida logam :

bereaksi dengan TIOA membentuk senyawakompleks, sehingga asam sitrat bebas di fasaMIBK tinggal sedikit. Akibatnya terjadi lagiperpindahan massa asam sitrat dari fa sa airke fasa MIBKo Studi teoritis masalah ini

mencakup perpindahan massa cair-cairdiikuti reaksi kimia, serta studi

kesetimbangan (kesetimbangan fasa cair-cairdan kesetimbangan kimia)o Selain itu, adajuga usaha mengembangkan ekstraksidengan membran cair, dimana terbentuk tigafase cairo

7. Leaching (Ekstraksi Padat-Cair)

HZS(gas) + LO(padaJ > LS(padat) + HzO(gas)

Oksida logam selanjutnya bisa diperolehkembali dengan oksidasi :

LS(padat) + 02(gaS) > LO(padat) + SO2(gaS)

Proses semacam

dikembangkan.sedangini banyak

6. Ekstraksi Cair-Cair (Ekstraksi)

Misalnya ada campuran fasa padatA dan C yang akan diambil C-nya, makaditambahkan solven B cair yang bisamelarutkan C tetapi tidak melarutkan A.Diperoleh ekstrak berupa larutan C dalam B.Selanjutnya B dipisahkan dari C, biasanyadengan penguapan, dan dipakai lagi untukleaching. Proses ini juga bisa dipakai untukpengambilan minyak atsiri dari hasil-hasiltanaman Indonesia. Industri rakyat umumnyamasih belum bisa memanfaatkan teknologi inikarena kelayakan proses ini sangatditentukan oleh keberhasilan pengambilankembali (recovery) salven, yangmembutuhkan peralatan yang relatif baik.Harga salven ini biasanya relatif mahal,sehingga kehilangan salven akan sang atmerugikan.

Kelemahan lain proses ini adalahadanya sedikit salven yang tertinggal dalamproduk. Untuk produk-produk tertentu,terutama bahan makanan, adanya sedikittsalven tersisa tersebut perlu dihindari.Usaha-usaha penghilangan salven dalamproduk merupakan masalah pemisahan yangperlu dipelajari lebih lanjut.

Proses leaching umumnyamemerlukan suhu agak tinggi karena dayalarut akan naik dengan naiknya suhu. Suhuagak tinggi ini sering menimbulkan kerusakanbahan, sehingga kualitas produk turun.Masalah lain yang timbul adalah bahwasalven pad a umumnya tidak sempurnaselektivitasnya sehingga ada zat-zat lainyang ikut terambill dalam ekstrak. Setelahsalven diuapkan, masih diperoleh campuransejumlah zat yang perlu dimurnikan lebihlanjut. Misalnya pad a ekstraksi minyak atsiridari bunga-bungaan, diperoleh produk yangdisebut concrete, yang masih perludimurnikan lagi.

Ekstraksi cair-cair atau sering disebutekstraksi saja, sudah lama dikenal dandipakai dalam industri. Pada proses ini,campuran cair A dan C diambil C-nya denganpenambahan cairan B yang tidak/sedikitsaling melarutkan dengan A tetapi bisamelarutkan C. Terbentuk dua fasa cairimmiscible, yang pertama kaya A, yang lainkaya B, sedangkan C terdistribusi padakedua fasa tersebut. Diperoleh ekstrakberupa larutan C dalam B dan rafinat berupalarutan C dalam A.

Studi yang banyak dilakukan adalahmencari persamaan-persamaan fundamentalproses ekstraksi untuk mendukungperancangan alat ekstraksi yang lebihefisien/optimal. Konsep dasar yang terlibatadalah kesetimbangan fasa cair-cair danperpindahan massa cair-cair.

Ada kecenderungan baru untukmencoba menggunakan ekstraksi reaktif.Salven yang dipakai mengandung zat yangbisa berikatan kimia atau membentuksenyawa kompleks dengan zat yang diserapsehingga kemampuan salven mengekstraksimeningkat. Salah satu contoh adalahekstraksi asam sitrat dari air (hasilfermentasi) dengan salven metil isobutilketon(MIBK) yang mengandung trisooktilamin(TIOA). Oi fasa ekstrak (MIBK), asam sitrat

ISSN 1410-1998Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir V

P2TBDU dan P2BGN-BATAN Jakalta, 22 Pebruari 2000

8. Ekstraksi Superkritis a. Kristalisasi dari larutan atau dikenal

sebagai kristalisasi. Proses ini sudahlama dikenal dan sudah banyakdipakai dalam industri. Bahan-bahanlarut dalam suatu solven, kemudiandiambil dengan kristalisasi.

b. Kristalisasi dari lelehan atau biasadisebut melt crystallization(kristalisasi lel~han). Proses inibelum banyak. digunakan dalamindustri. Dalam proses ini tidakdibutuhkan solven.. Cairan berupacampuran lelehan bahan-bahan.

Berikut ini disajikan perbandingan-perbandingan pokok antara kristalisasilelehan dan distilasi.

Krista~~~~~~~Distilasi

a. Fase cair dapatbercampur. fasepad at tidak

b. Kesetimbanganeutetic

c. Fase pad at mur-ni kecuali pad atitik eutetic

a. Kedua fase(cair dan uap)

masing-masingadalah miscible.

b. Kesetimbangan

yang terjadiadalah kesetim-

bangan uap-cair biasa.

c. Tidak ada faseyang murni(uap dancairan)

d. Faktor pemi-sahan nilainyasedang danturun tajamsetelah kemur-nian meningkatKemurnian sa-ngat tinggi sulit

dicapaiTak ada batasteoritis atas

besarnyarecovery

.Kecepatantransfer massadalam fase uapdan cairan

cepat

d. Koefisien pemi-sah bisa sangattinggi, teoritisbisa tak terhing-

-ga.

Fluida yang kondisinya berada diatas tekanan dan suhu kritis (keadaan

superkritis), mempunyai sifat di antara cairandan gas. Fluida dalam keadaan ini bisadimanfaatkan sebagai salven pada ekstraksidengan beberapa kelebihan, antara lain:

a. Kekuatan salven dapat diatur sesuai

keperluan, dengan mengatur kondisioperasinya.

b. Daya larutnya bisa tinggi karenabersifat seperti cairan.

c. Karena mempunyai sifat seperti gas,maka viskositasnya rendah sehinggakoefisien perpindahan massanyabisa tinggi.

d. Pemisahan kembali salven dariekstrak cukup cepat dan sempurna,karena pada keadaan normal, f/uidatersebut berupa gas (misalnya COv.

Dengan demikian, denganpenurunan tekanan, salven otomatiskeluar sebagai gas.

e. Dapat memakai f/uida yang tidakmencemari lingkungan dan tidakmudah terbakar (misalnya COv.

f. Difusi dalam padatan bisa cepat.g. Suhu operasi bisa rendah, meski-pun

tekanan tinggi.

Salven yang sering dipakai adalahCO2. Suhu kritis CO2 adalah 31 ,3°C,sedangkan tekanan kritisnya sekitar 74 atm.Dengan salven ini, ekstraksi superkritis dapatdijalankan pada suhu rendah dan tekanannyajuga tidak terlalu tinggi.

Ekstraksi superkritis ini sang atmenjanjikan (promising) untuk pemungutanminyak atsiri dari tanaman-tanamanIndonesia, sehingga perlu diteliti dandiKembangkan.

e

f

e. Kemurnian sang-at tinggi mudah

dicapaif. Recovery dibata-

si oleh adanyakomposisi eutetic9. Pemisahan Berbasis Perpindahan

Massa Padat-Cair

Operasi pemisahan ini analogdengan distilasi. Perbedaannya adalah kalaupada distilasi fasa-fasa yang terlibat adalahcair dan uap, pada operasi pemisahan iniyang terlibat adalah fasa padat dan cairo Darisegi kebutuhan energi, operasi padat-cairlebih menguntungkan dibanding uap-cairkarena panas laten peleburan biasanya lebihkecill daripada panas laten penguapan.

Pemisahan berbasis perpindahanmassa padat-cair dapat dikelompokkanmenjadi dua golongan besar, yaitu :

9 g. Kecepatantransfer massadalam cairan cu-kup cepat, se-

dangkan padafase padat nol

h. Proses menuju

kesetimbanganperlu dijalankandengan lambat

h. Proses menuju

equilibriumdapat dijalan-kan dengan

cepatPerbandinganrapat massa

Perbandinganrapat massa pa-

13

Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir VP27BDU dan P2BGN-BATAN Jakarta, 22 PeblVari 2000

ISSN 1410-1998

datan dan cairantidak besar (ha-nya sekitar 1,1)

c. Studi fundamentalmassa melalui membran.

11. LAIN-LAIN

perpindahan

cairan dan gasbisa dicapaisampai 10000kalinya. Hal ini

mempermudahpemisahanfase.Viskositas faseuap dan cairrelatif rendah

k. Pemisahanfase bisa cepatdan sempurna

Proses counter--current dapat

dijalan-kan denganmudah dan cepat.

j.

Viskositas fasecair sedang,

padatan berupabenda tegar

k. Pemisahan faselambat dan sulit

sempurna

Proses counter-current berjalanlambat dan sulit

sempurna

Masih banyak lagi cara-carapemisahan yang sudah dikembangakan danmasih dalam tarat pengembangan, diantaranya adalah :

a. Pemisahan memanfaatkan listrik(elektrolisis dan lain-lain).

b. Pemisahan berdasar sifatpermukaan, misalnya floatasi yangtelah dipakai secara operasional,misainya di PT. Freeport Irian Jaya.

c. Pemisahan berdasar sifat magnetis,

misalnya pada pengambilan pasirbesi dari pasir pantai.

d. dan lain-lainDemikian bahasan singkat mengenaii

proses-proses pemisahan. Keterangan lebihterinci dapat ditelusuri dari pustaka-pustaka.

PUSTAKA

Dari perbandingan terse but terlihatbahwa sebetulnya keunggulan dan kele-mahan kristalisasi lelehan dan distilasiseimbang. Jadi kristalisasi lelehan perludipelajari/ dikembangkan lebih lanjut. Jenis-jenis proses berbasis kristalisasi lelehanantara Jain adalah :

a. Progressive freezing.b. Zone melting.c. Melt crystallization from the bulk.

10. Pemisahan Berbasis Membran

[1]. Perry's Chemical Engineers' Handbookedisi 7,1997.

[2]. Schweitzer, P.A., , Handbook ofSeparation Techniques for ChemicalEngineers, 2d ed., McGraw-Hili BookCompany, New York, 1988

[3]. Foust, A.S., et. al., , Principles of UnitOperations, John Wiley and Sons, NewYork, 1985

TANYAJAWAB

Bakri Arbie.Mohon pendapat mengenai sistem

desalinasi yang optimum? Desalinasi dimasa depan saya kira perludikembangkan mengingat kekurangan airdi seluruh dunia tak terelakkan lagi.

Wahyudi Budi Sediawan.Desalinasi bisa dijalankan dengan

teknologi sederhana sampai maju. Salahsatu yang dipakai di industri kimia adalahdengan evaporasi bertingkat. Cara inibisa menghemat kebutuhan energi. Adasuatu proses yang belum banyak dicoba

yaitu dengan operasi padat-cair(pembekuan dan peleburan). Kebutuhanenergi relatif lebih kecil (panaspenguapan air 540 cal/g, panaspeleburan es = 80 cal/g). Tersedia juga

proses-proses lain.

Dewasa ini, pemisahan berbasismembran berkembang sang at pesat. Basisoperasinya adalah perbedaan mudah-sukarnya zat-zat melewati membran.

Keuntungan-keuntungan pemisahan denganmembran antara lain:

a. Biaya pemisahan lebih murah.b. Menghasilkan produk berkualitas

tinggi.c. lebih sedikit menimbulkan efek-efek

samping dibanding cara-cara lain.

Adapun kelemahannya adalahkecepatan yang rendah, sehingga untukkapasitas besar, diperlukan luas membranyang sangat besar.

Penelitian yang berkaitan denganpemisahan berbasis membran meliputiantara lain:

a. Studi cara pembuatan membranyang memenuhi sifat-sifat yang

diperlukan.b. Studi peralatan operasi pemisahan

berbasis membran.

14

ISSN 1410-1998 Prosiding Presentasi llmiah Daur Bahan Bakar Nuklir VP2TBDU dan P2BGN-BA TAN Jakarta, 22 Pebruari 2000

satu ilmu : Energetik (proses industri).Pertanyaan : Bagaimanakahperkembangan ilmu Energetik diIndonesia (PT) ?

Wahyudi Budi 8ediawan.Dasar-dasar perhitungan peralatan yang

.melibatkan energi (misal heat exchanger)telah diberikan di 81, tapi untuk analisisenergi yang lebih menyeluruh belum.Namun untuk tingkat yang lebih tinggi(82, 83) studi-studi mengenai energiyang lebih menyeluruh banyak dilakukandalam tesis/disertasi.

Fathurrachman.Mohon penjelasan ten tang penggunaan

teknologi membran berupa teknik reverseosmosis dan elektrodialisis dalamdesalinasi air laut untuk memproduksi airminum

Wahyudi Budi Sediawan.Pemisahan berdasar membran banyak

diteliti. Keunggulannya adalah relatifbersih dan hemat energi. Kelemahancara ini adalah prosesnya yang lambatsehingga diperlukan membran yang luasdan ini berarti peralatan yang besar.

Suwardi.T eknologi proses pemisahan tak terlepas

dengan masalah energi. Untuk efisiensi

energi dalam proses telah dikembangkan

15