BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Komponen-komponen Komponen-komponen kimia yang terkandung di dalam bahan organik seperti yang terdapat di dalam tumbuh-tumbuhan sangat dibutuhkan oleh keperluan hidup manusia, baik komponen senyawa tersebut digunakan untuk keperluan industri maupun untuk bahan obat-obatan. Komponen tersebut dapat diperoleh dengan metode ekstraksi dimana ekstraksi merupakan proses pelarutan komponen kimia yang sering digunakan dalam senyawa organik untuk melarutkan senyawa tersebut dengan menggunakan suatu pelarut. Berdasarkan bentuk campuran yang diekstraksi, ekstraksi dibagi menjadi dua yaitu ekstraksi padat-cair dan ekstraksi cair-cair. Pada ekstraksi cair-cair, bahan yang menjadi analit berbentuk cair dengan pemisahannya menggunakan dua pelarut yang tidak saling bercampur sehingga terjadi distribusi sampel di antara kedua pelarut terebut. Pendistribusian sampel dalam kedua pelarut tersebut dapat ditentukan dengan perhitungan KD (koefisien distribusi). Ekstraksi padat-cair (leaching (leaching ) adalah proses ekstraksi suatu konstituen yang dapat larut (solute) pada suatu campuran solid dengan menggunakan pelarut. Leaching banyak banyak dipakai dalam berbagai industri. Pada proses industri biologi dan makanan banyak produk dipisahkan dari struktur alaminya dengan proses leaching .
Sebagai contoh, contoh, gula dihasilkan dari
proses leaching dari tebu atau gula bit dengan menggunakan air. Dalam produksi minyak sayur, pelarut organik seperti heksana, aseton, dan eter digunakan untuk mengekstrak minyak dari kacang tanah, kacang kedelai, biji bunga matahari, biji kapas, dan sebagainya. Pada industri farmasi, berbagai produk farmasi yang berbeda dihasilkan dengan proses leaching akar akar tanaman, daun, ataupun batang. Selain untuk berbagai kegunaan di atas leaching juga juga dijumpai dalam industri pemrosesan logam. Biasanya logam yang bermanfaat biasanya terdapat dalam campuran dengan jumlah konstituen tak diinginkan yang cukup besar. Leaching dipakai dipakai untuk memisahkan logam sebagai garam yang terlarut. Misalnya garam tembaga di-leaching di- leaching dari dari bijih yang mengandung berbagai logam dengan menggunakan asam sulfat atau larutan amoniak. Berdasarkan penjelasan diatas, percobaan ini dilakukan untuk membuktikan teori dari ektraksi padat – padat – cair. cair.
1.2 TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan dapat : 1. Menjelaskan peralatan ekstraksi di Politeknik Negeri Bandung 2. Menejelaskan fenomena perpindahan massa (proses fisis ekstraksi tersebut) 3. Menghitung efisiensi tahap percobaan dan hasil ekstraksi (yield) 4. Menghitung kalor terpakai dari steam oleh pemanasan pelarut
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Ekstraksi
Ekstraksi adalah pemisahan satu atau beberapa bahan dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut. pela rut. Ekstraksi juga merupakan me rupakan proses pemisahan satu atau lebih komponen dari suatu campuran homogen menggunakan pelarut cair (solven) sebagai separating agen. Pemisahan terjadi atas dasar kemampuan larut yang berbeda dari komponen-komponen dalam campuran.
2.2 Ekstraksi Padat-Cair ( Leaching)
Leaching ialah ekstraksi padat-cair dengan perantara suatu zat pelarut. Proses ini dimaksudkan untuk mengeluarkan zat terlarut dari suatu padatan atau untuk memurnikan padatan dari cairan yang membuat padatan terkontaminasi, seperti pigmen. Metode yang digunakan untuk ekstraksi akan ditentukan oleh banyaknya zat yang larut, penyebarannya dalam padatan, sifat padatan dan besarnya partikel. Jika zat terlarut menyebar merata di dalam padatan, material yang dekat permukaan akan pertama kali larut terlebih dahulu. Pelarut, kemudian akan menangkap bagian pada lapisan luar sebelum mencapai zat terlarut selanjutnya, dan proses akan menjadi lebih sulit dan laju ekstr aksi menjadi turun. Ekstraksi Padat-Cair ( Leaching Leaching ) adalah proses pemisahan zat yang dapat melarut (solut) dari suatu campurannya dengan padatan yang tidak dapat larut ( inert ) dengan menggunakan pelarut cair ( solvent solvent ). ). Proses ini dilakukan untuk mendapatkan bagian yang mudah terlarut karena berharga ataupun untuk menghilangkan bagian yang kurang berharga. Pelarut akan lebih mudah melarutkan solute yang ada pada permukaan padatan sebelum mencapai solute selanjutnya. 2.3Metode Operasi
Leachin g
Dikenal 4 jenis metoda operasi ekstraksi padat-cair. Berikut ini disajikan uraian singkat mengenai masing-masing metoda tersebut: a. Operasi dengan Sistem Bertahap Tunggal Dengan metoda ini, pengontakan antara padatan dan pelarut dilakukan sekaligus, dan kemudian disusul dengan pemisahan larutan dari padatan sisa. Cara ini jarang ditemukan dalam operasi industri karena perolehan solut yang yang rendah.
b.Operasi b. Operasi dengan sistem bertahap banyak dengan aliran sejajar atau aliran silang. Operasi ini dimulai dengan pencampuran umpan padatan dan pelarut dalam tahap pertama; kemudian aliran bawah dari tahap ini dikontakkan dengan pelarut baru pada tahap berikutnya, dan demikian seterusnya. Larutan yang diperoleh sebagai aliran atas dapat dikumpulkan menjadi satu seperti yang terjadi pada sistem dengan aliran sejajar, atau ditampung secara terpisah, seperti pada sistem dengan aliran silang.
Gambar 2.1 Sistem bertahap banyak dengan aliran sejajar
Gambar 2.2 Sistem bertahap banyak dengan aliran silang c.Operasi c. Operasi secara kontinu dengan aliran berlawanan Dalam sistem ini, aliran bawah dan atas mengalir secara berlawanan. Operasi dimulai pada tahap pertama dengan mengontakkan larutan pekat yang merupakan aliran atas tahap kedua, dan padatan baru. Operasi berakhir pada tahap ke-n (tahap terakhir), dimana terjadi pencampuran antara pelarut baru dan padatan yang berasal dari tahap ke-n (n-1). Dapat dimengerti bahwa sistem ini memungkinkan didapatkannya perolehan solut yang tinggi, sehingga banyak digunakan di dalam industri.
Gambar 2.3 Sistem bertahap banyak dengan aliran berlawanan
d.Operasi secara batch dengan sistem bertahap banyak dengan aliran berlawanan Sistem ini terdiri dari beberapa unit pengontak batch yang disusun berderet atau dalam lingkaran yang dikenal sebagai rangkaian ekstraksi (extraction ( extraction battery). battery). Didalam sistem ini, padatan dibiarkan stationer dalam setiap tangki dan dikontakkan dengan beberapa larutan yang konsentrasinya makin menurun. Padatan yang hamper tidak mengandung solut meninggalkan rangkaian setelah dikontakkan dengan pelarut baru, sedangkan larutan pekat sebelum keluar dari rangkaian terlebih dahulu dikontakkan dengan padatan baru di dalam tangki tan gki yang lain.
Gambar 2.4 Operasi batch bertahap empat dengan aliran berlawanan Ada empat faktor penting yang harus diperhatikan dalam operasi ekstraksi: 1. Ukuran partikel Ukuran partikel mempengaruhi kecepatan ekstraksi. Semakin kecil ukuran partikel maka areal terbesar antara padatan terhadap cairan memungkinkan terjadi kontak secara tepat. Semakin besar partikel, maka cairan yang akan mendifusi akan memerlukan waktu yang relative lama. 2. Faktor pengaduk Semakin cepat laju putaran pengaduk partikel akan semakin terdistr ibusi dalam permukaan kontak akan lebih luas terhadap pelarut. Semakin lama waktu pengadukan berarti difusi dapat berlangsung terus dan lama pengadukan harus dibatasi pada harga optimum agar dapat optimum agar konsumsi energi tak terlalu besar. Pengaruh faktor pengadukan ini hanya ada bila laju pelarutan memungkinkan. 3. Temperatur Pada banyak kasus, kelarutan material akan diekstraksi akan meningkat dengan temperatur dan akan menambah kecepatan ekstraksi. 4. Pelarut
Pemilihan pelarut yang baik adalah pelarut yang sesuai dengan viskositas yang cukup rendah agar sirkulasinya bebas. Umumnya pelarut murni akan digunakan meskipun dalam operasi ekstraksi konsentrasi dari solute akan meningkat dan kecepatan reaksi akan melambat, karena gradien konsentrasi akan hilang dan cairan akan semakin viskos pada umumnya (Coulson, 1955: 721). Dalam biologi dan proses pembuatan makanan, banyak produk yang dipisahkan dari struktur alaminya alamin ya menggunakan ekstraksi cair-padat. Proses terpenting dalam pembuatan gula, leaching dari umbi-umbian dengan produksi minyak tumbuhan, pelarut organic seperti hexane, acetone, dan lainnya digunakan untuk mengekstrak minyak dari kacang kedelai, biji bunga tumbuhan dan lain-lain. Dalam industri farmasi, banyak produk obat-obatan diperoleh dari leaching akar tanaman, daun dan batang. Untuk produksi kopi instan, kopi yang sudah dipanggang di leaching dengan air segar. Teh dapat larut diproduksi dengan menggunakan pelarut air dan daun teh (Geankoplis, 1997: 724-725).
2.4 Perpindahan Massa dalam Proses Leaching
Persamaan utamanya:
′ = A
= luas area kontak padatan-pelarut
b = ketebalan efektif lapisan tipis dari cairan yang mengelilingi partikel padatan C
= konsentrasi dari solute dalam pelarut
Cs
= konsentrasi jenuh dari solut di pelarut selama kontak dengan padatan
M
= massa solute yang telah pindah pada waktu t
k’
=koefisien difusi (hampir sama dengan difusifitas D, pada fasa cair [m3/s])
Sebuah persamaan empiris difusifitas dalam larutan encer dapat dihitung dengan pendekatan Maxwell dan dimodifikasi oleh Gilliland.
= DL
7,7 10−6 3
3
= difusifitas
= viskositas vis kositas pelarut T= temperatur (K) V
= volume molekular zat bersangkutan (pelarut) dalam 1 kmol bentuk fasa cair
V0
= 0,008 untuk air; 0,0149 untuk etanol; 0,0228 untuk benzene
Asumsi sistem ekstraksi silang (cross (cross current ) dengan pelarut (misal campuran airetanol) selalu dalam keadaan murni di setiap tahap.
A= massa dari rafinat B= massa dari pelarut
x= massa dari solute dalam rafinat y= massa dari solute dalam ekstrak
Neraca Massa (Tahap I)
Massa masuk
= Massa keluar
Axf + By0
= Ax1 + By1
dengan y0 = 0, maka: Axf + + 0 = Ax 1 + By1 By1
= Ax1 + Axf
( ) = =
Untuk Kalor yang Diperlukan/Dilepas oleh Steam, Q
= ℎ ℎ + ℎ ms
= laju massa steam
hg
= energi dalam/entalpi steam pada tekanan kerja P
hfg
= kalor laten kondensasi penguapan kukus pada T kondensasi
hg
= energi dalam/entalpi kondensat pada T kondensat
Komponen Teh
Teh adalah minuman adalah minuman yang mengandung kafeina, mengandung kafeina, sebuah infusi sebuah infusi yang dibuat dengan cara menyeduh daun, menyeduh daun, pucuk pucuk daun, atau tangkai daun yang dikeringkan dari tanaman Camellia
sinensis dengan air panas. Teh yang berasal dari tanaman teh dibagi menjadi 4 kelompok: teh hitam, teh hitam, teh oolong, teh oolong, teh hijau, dan hijau, dan teh teh putih. Teh bunga dengan campuran kuncup bunga melati yang disebut disebut teh melati atau teh wangi melati merupakan jenis teh yang paling populer di Indonesia Teh mengandung sejenis antioksidan sejenis antioksidan yang bernama katekin. bernama katekin. Pada daun teh segar, kadar katekin bisa mencapai 30% dari berat kering. Teh hijau dan teh putih mengandung katekin yang tinggi, sedangkan teh hitam mengandung lebih sedikit katekin karena katekin hilang dalam proses oksidasi. Teh juga mengandung kafeina mengandung kafeina (sekitar 3% dari berat kering atau sekitar 40 mg per cangkir), teofilin cangkir), teofilin dan teobromin dan teobromin dalam jumlah sedikit. Kandungan Teh Kandungan Teh 1. Polifenol Teh
Polifenol pada teh yang terkenal adalah katekin dan flavanol. Senyawa ini berfungsi sebagai antioksidan untuk menangkap radikal bebas dalam tubuh dan juga dapat untuk mencegah berkembangnya sel kanker dalam tubuh. a. Katekin
Katekin adalah senyawa yang paling banyak menjadi perhatian diantara sejumlah polifenol yang tersedia dalam teh. b. Flavanol
Flavanol merupakan satu di antara sekian banyak antioksidan alami yang terdapat tanaman pangan.
2. Karbohidrat
Karbohidrat yang terdapat pada daun teh mulai dari gula sederhana hingga yang kompleks. Karbohidrat yang penting diantaranya sukrosa, glukosa, dan fruktosa. Keseluruhan karbohidrat yang dikandung teh adalah 0,75% dari berat ker ing. 3. Substansi Pektin
Substansi pektin yang paling banyak adalah asam pektat. Besarnya bervarias i, yaitu antara 4,97,6% dari berat kering daun.
4. Alkaloid-Kafein
Alkoloid utama dalam daun teh adalah kafein. Kafein memberi rasa yang menggigit. Terlalu banyak kafein tidak baik untuk tubuh. Akan tetapi, kafein tidak seluruhnya buruk.Kafein adalah zat penyegar yang mampu merangsang sistem saraf pusat. Kafein akan bereaksi dengan katekin
atau hasil oksidasinya sehingga membentuk senyawa yang menentukan kesegaran (briskness) dari seduhan teh. 5. Klorofil dan Zat Warna lainnya
Salah satu unsur penentu kualitas teh hijau adalah warnanya.Zat hijau daun atau lebih beken dengan nama klorofil adalah pedalam daun teh mendukung 0,019% dari berat kering daun. 6. Protein dan Asam-asam Amino
Daun teh mengandung protein yang dirasakan sangat besar peranannya dalam pembentukan aroma pada teh. Diketahui bahwa perubahan perubahan utama selama proses pelayuan teh hitam adalah pembongkaran protein menjadi asam-asam amino. Asam amino bersama karbohidrat dan katekin akan membentuk senyawa aromatis. Asam amino yang banyak berpengaruh dalam hal ini adalah theanin, alanin, feril alanin, valin, leusin, dan isoleusin. Sekitar 50% dari total asam amino bebas dalam teh adalah theanin. 7. Asam Organik
Peranan asam organik selama pengolahan teh tidak terlalu nyata.Kemungkinan yang tampak adalah reaksinya dengan metil alkohol (akibat terbongkarnya pektin) membentuk ester yang memberi aroma sedap pada teh. 8. Substansi Resin
Aroma teh juga tergantung pada minyak esensial dan resin. Sebagai bahan kimia, resin sukar dibedakan dengan minyak esensial dan terpene. Kandungan resin besarnya 3% dari berat kering daun. Peranan resin yang lain adalah menaikan daya tahan tanaman teh terhadap kondisi beku. 9. Substansi Mineral
Mineral berfungsi dalam pembentukan enzim di dalam tubuh, termasuk anti oksidan. Teh ternyata menyimpan potensi sebagai sumber mineral tubuh yang penting dalam berbagai proses metabolisme. Kandungan mineral tersebut berupa makro dan trace mineral.Keduanya sangat dibutuhkan sebagai nutrisi tubuh. 10. Vitamin
Daun teh ternyata mengandung vitamin C, K, A,B1, B2, dan E. Sayangnya, kandungan vitamin E banyak yang hilang selama proses pengolahan dan penyimpanan. 11. Enzim-Enzim
Beberapa enzim terdapat dalam daun teh. Peranan penting dari enzim-enzim ini adalah sebagai biokatalisator pada setiap se tiap kali reaksi kimia di dalam tanaman. Enzim yang di kandung dalam daun teh diantaranya invertase, amilase, a-glukosidase, oximetilase, protease, dan peroksidase.
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat Nama Alat
No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Spesifikasi
Unit Ekstraktor Pada-Cair Ember Gelas Kimia Erlenmeyer Selang panjang Gelas ukur Gelas piala plastik Piknometer Botol mineral plastik Stopwatch
Jumlah
Satuan
1 2 1 4 2 1 1 1 6 1
Set Buah Buah Buah Buah Buah Buah Buah Buah Buah
Jumlah
Satuan
1000 mL 250 mL 100 mL 1L 25 mL 600 mL -
3.1.2 Bahan No
1 2
Nama Bahan
Teh Melati Larutan Etanol
Spesifikasi
96 %
1 30
Gambar 1. Skema dan Gambar Alat
kg L
3.2 Prosedur kerja
Mempersiapkan Mempersiapkan alat dan bahan
Membuka katup-katup katup-katup air pendingin V1 dan V2 ke kondensor
Membuka tutup wadah dan memasukkan memasukkan kertas saring disusul 1 kg Tea powder
Mengatur sudut sifone antara 60o-90o
Memasukkan Memasukkan pelarut (96 % Etanol) sebanyak 30 L kedalam labu distilasi
Mengatur bukaan steam hingga pelarut terpanaskan dan proses Leaching proses Leaching berjalan berjalan
Mengambil Mengambil sampel setiap siklus untuk menganalisa yield yang terbentuk t erbentuk pada tiap siklus. Melakukan siklus selanjutnya dengan memanaskan kembali pelarut dengan steam
Setelah selesai, menguapkan menguapkan kembali pelarut etanol dan membersihkan membersihkan alat
3.3 Keselamtan Kerja
-
Menggunakan alat pelindung diri (APD) lengkap seperti jaslab, sarung tangan, masker, pelindung kepala dan kacamata pelindung. pel indung.
-
Menggunakan peralatan dengan hati-hati
BAB IV HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN
4.1 Kondisi Proses Leaching Tabel 4.1 Tabel Kondisi Proses Leaching Waktu yang Siklus ke-
diperlukan
Suhu Rafinat
Suhu Ekstrak
Tekanan
(oC)
(oC)
(bar)
(menit)
1
6
65
65
1
2
7.05
65
65
1.2
3
8.067
67
65
1.2
4
6
65
65
1
5
10
65
64
1
4.2 Data Analisis Berat Jenis Jenis Ekstrak Tabel 4.2 Data Berat Jenis Ekstrak Volume
Massa
Piknometer
Piknometer
(ml)
(gram)
1
25
2
Massa
Berat Jenis
Ekstrak (gr)
Ektrak (gr/ml)
22.02
20.42
0.8168
25
22.02
20.28
0.8112
3
25
22.02
20.07
0.8028
4
25
22.02
20.06
0.8024
5
25
22.02
20.03
0.8012
Siklus ke-
4.3 Data Analisis Kekeruhan Kekeruhan Ekstrak Ekstrak dan Effisiensi Tabel 4.3 Data TDS Ekstrak
Siklus ke-
Effisiensi %
Kekeruhan
(berdasarkan
(NTU)
kekeruhan).
1
17.43
0
2
12.65
27.424
3
12.26
29.661
4
6.82
60.872
5
6.66
61.790
Contoh perhitungan effisiensi berdasarkan kekeruhan (NTU) Siklus 4, Kekeruhan awal = 17.43 NTU,
Kekeruhan siklus 5 = 6.82
− % = 100%
% = .43−6.82 100% .43 = 60.872%
4.4 Penentuan Laju Kukus Tabel 4.4 Tabel Penentuan Laju Kukus Waktu yang Siklus ke-
Massa (kg)
Laju Kukus
diperlukan
Volume
(detik)
(ml)
1
5
55
0.055
0.011
2
5
55
0.055
0.011
3
10
31
0.031
0.0031
4
5
129
0.129
0.0258
5
10
320
0.32
0.032
(kg/s)
Menghitung Kalor yang Dilepas Rumus Perhitungan : Q = S x Hg – S S x Hf + + S x Hgf
Hgf = = Hg – H Hf
Tabel 4.5 Perhitungan Kalor yang Lepas
P
S
Hg
Steam
(Kg/s)
1
Hf
Hgf
S x Hg
Sx Hf
S x Hgf
Q (KJ/s)
(KJ/Kg) (KJ/Kg) (KJ/kg)
(KJ/s)
(Kg/s)
KJ/s)
0.011
2675.4
417.5
2257.5
29,42
4,5925
24,832
49,666
1,2
0.011
2683,4
439.4
2244,1
29,51
4,8334
24,685
49,365
1,2
0.0031
2683,4
439.4
2244,1
8,318
1,3621
6,9567
13,912
1,2
0.0258
2683,4
439.4
2244,1
69,23
11,336
57,897
115,79
1
0.032
2675,4
417.5
2675.4
85,61
13,36
85,612
157,86
(bar)
12 10
) t i 8 n e m ( 6 u t k a W 4 2 0 0
1
2
3
4
5
6
Tahap
Grafik 1. Tahap terhadap waktu untuk menempuh 1 siklus. s iklus.
0.818 0.816 0.814 ) 3 m0.812 / g k ( 0.81 s i n e J 0.808 t a r 0.806 e B 0.804 0.802 0.8 0
1
2
3
4
Tahap
Grafik 2. Tahap terhadap massa jenis sampel
5
6
70 60 50 % i s 40 n e i s i f f 30 E 20 10 0 0
1
2
3
4
5
6
Tahap
Grafik 3. Tahap terhadap Effisiensi Kekeruhan
180 160 140 120
) q 100 ( r o l a 80 K 60 40 20 0 0
1
2
3
4
5
Tahap
Grafik 4. Tahap terhadap Kalor Yang lepas 4.5 Menghitung Yield dari ampas teh sisa Berat awal teh = 1 kg Berat teh basah + ember = 2.85 kg Berat teh basah = 2.27 kg Berat teh kering = 0.57 kg
100% 1 0.57 0.57 ℎ = 100% 1 ℎ =
= 43%
6
4.6 Pembahasan
Fauziah Dwi Gustia (151411076)
Proses ekstraksi padat – padat – cair cair atau biasa dikenal dengan proses Leaching proses Leaching merupakan suatu proses pemisahan zat yang dapat melarut (solut) dari suatu campurannya campurannya dengan padatan yang tidak dapat larut (innert) dengan menggunakan pelarut cair, transfer difusi komponen terlarut dari padatan dari padatan inert ke dalam d alam pelarutnya. Ekstraksi dari bahan padat dapat dilakukan jika bahan yang diinginkan dapat larut dalam solven pengekstraksi. Dalam ekstraksi yang dilakukan pada daun teh, solven akan mengaliri pada daun teh yang tersimpan didalam tangki umpan. Tangki umpan terletak dibagian atas alat. Proses pengaliran solven dibantu dengan pemanasan oleh steam oleh steam pada pada heater. Sehingga terjadi perbedaan tekanan antara tangki solven dan tangki umpan, maka solven dapat mengalir ke atas untuk mengekstraksi daun teh. Sehingga proses yang terjadi didalam ekstraktor adalah proses batch. Selain itu proses pemanasan pada solven akan mempermudah difusi ekstrak teh dari dalam teh pada solven. Ektraksi dilakukan terus-menerus sebanyak 5 siklus dengan waktu untuk masing-masing siklus adalah 6 sampai 10 menit. Kemudian akan dihasilkan rafinat dan ekstrak. Rafinat adalah larutan yang kaya akan solven dan hanya mengandung sedikit ekstrak. Sedangkan ekstrak adalah larutan yang kaya akan ekstrak. Ekstrak disampling serta dihitung densitas dan berat ekstrak yang terkandung. Selain itu it u akan dihitung juga kebutuhan steam kebutuhan steam untuk untuk proses ekstraksi dengan cara menimbang berat kondensat yang dihasilkan dalam satu kali siklus. Berdasarkan hasil perhitungan densitas dengan menggunakan piknometer, didapatkan bahwa densitas ekstrak hampir konstan konstan, pada siklus ke-5 diperoleh nilai densitas dari ekstrak adalah 0,8024g/mL. Nilai densitas yang didapatkan pada setiap siklus dalam kandungan ekstrak tersebut masih mengandung alkohol (etanol). Perhitungan yield dilakukan dengan metode yang digunakan adalah penguapan pada udara terbuka selama beberpa har i agar solven yang terkandung didalam ekstrak dapat teruapkan. Sehingga didapatkan nilai yield ekstrak sebesar 43 % . Efisiensi dari kerja alat leaching tower yang yang ada di laboratorium pilot plant dari ekstraksi teh selama lima siklus seacara berturut – turut sebesar 0%, 27.424%, 29.661%, 60.872%, 61.790%. Dilihat dari efisiensi yang didapatkan, kinerja alat leaching tower pada pada laboratorium pilot plant cukup baik karena masih diatas diatas 50 %. Banyak Banyak faktor yang mempengaruhi mempengaruhi hasil dari praktikum tersebut, salah satunya adalah penggunaan solven bekas pakai dari praktikum
sebelumnya, kemudian banyak pengotor yang terdapat didalam daun teh , dan proses penumbukkan daun daun teh yang tidak sempurna. Selain itu, kebutuhan steam steam juga diperhitungkan dengan menampung kondensat yang dihasilkan pada satu siklus. Kebutuhan steam berturut – berturut – turut turut selama lima siklus adalah 49.666 kj/s, 49.365 kj/s, 13.912 kj/s, 115.79 kj/s, 157.86 kj/s.
Ikbal Priyantoro (151411077)
Pada praktikum kali ini dilakukan proses ekstraksi padat-cair (leaching) pada teh melati. Pada dasarnya leaching dilakukan untuk mengambil suatu zat atau senyawa yang terkandung didalam teh melati dengan menggunakan pelarut etanol. Proses leaching sendiri terjadi pada wadah ekstraktor. Proses leaching ini terjadi pada saat pengambilan suatu zat/senyawa yang akan diambil dalam teh melati dengan pelarut etanol. Padatan umpan (teh melati) yang digunakan sebanyak 1 kg, ketika bahan ekstraksi di campur dengan pelarut, maka pelarut menembus kapiler-kapiler dalam bahan padat dan melarutkan ekstrak, teknik operasi yang bisa digunakan untuk proses leaching adalah sparying atau aliran pelarut murni yang telah melalui proses kondensat sehingga mengalir masuk ke tabung umpan dan mengekstrak padatan tek melati, dalam prinsip prosesnya yaitu kontinyu, kontinyu, karena air pelarut dan bahan baku yang digunakan terus menerus, tetapi pengoperasian alatnya yaitu sistem batch. Secara umum proses ekstraksi padat-cair pada teh melati dapat diasumsikan dalam ti ga bagian. Pertama, perubahan fasa dari zat/senyawa yang akan diambil (solute) ketika terlarut dalam etanol. Kedua, difusi dari suatu zat/senyawa melalui etanol dalam pori-pori padatan berupa kunyit keluar dari partikel tersebut. Ketiga, perpindahan dari zat/senyawa yang akan diambil dari etanol dalam kontak dengan partikel ke larutan keseluruhan dan dalam pengoperasianya proses leaching dilakukan 5 tahap, tekanan yang yang digunakan digunakan yaitu yaitu pada 1 – 1.2 1.2 bar, pelarut yang telah dipanaskan oleh heater akan terkondensasi sehingga fasa akan berubah dari uap menjadi cair, cairan murni tersebut dikontakan dengan umpan umpan sehingga menghasilkan cairan ekstrak larutan tersuspensi, pemanasan pada pelarut dengan suhu optimal akan menghasilkan leaching yang baik. Proses leaching terjadi pada basket (wadah umpan). Proses Leaching pada system batch akan berakhir ketika semua solute yang terkadung di dalam padatan telah habis terekstrak. Untuk mengamati operasi leaching ini dilakukan pengambilan sampel setiap satu kali siklus/tahap ekstraksi. Pengambilan sempel dilakukan pada ekstrak (di ( di wadah umpan) untuk menghitung laju alir dan menentukan nilai kalor yang dilepas, semakin lama waktu proses yang digunakan maka
kebutuhan kalor yang diperlukan akan semakin tinggi, dalam kurva tahap terhadap pengaruh waktu dapat dibuktikan bahwa semakin lama waktu yang digunakan cenderung kebutuhan waktu semakin tunggi (lama) karena konsentrasi senyawa dalam umpan lama kelamaan akan habis sehingga senyawa/zat yang terlarut dalam etanol memiliki kandungan semakin sedikit dan membutuhkan kalor yang digunakan semakin besar, akan tetapi pada tahap ke 3 mengalami penurunan, disebabkan karena tekanan t ekanan operasi pada steam tidak stabil, kebutuhan kalor yang paling tinggi yaitu pada tahap 5 sebesar 157,86 KJ/s. Efisiensi yield ekstrak yang dihasilkan yaitu sebesar 43%. Pada pengambilan pengukuran massa jenis ektraks, nilai massa jenis cenderung fluktuatif karena bisa disebabkan oleh laju alir pelarut terlalu tinggi sehingga memiliki waktu tinggal/kontak dengan umpan hanya sedikit sehingga mempengaruhi massa jenis. Faktorfaktor yang dapat mempengaruhi mempengaruhi dalam proses leaching adalah temperatur, semakin tinggi temperatur maka proses ekstraksi semakin effisien tetapi tergantung jenis bahan yang akan gunakan dan ada batas optimumnya, yang kedua ukuran pratikel, semakin kecil ukuran partikel maka luas kontak akan semakin besar sehingga proses ekstraksi semakin baik, yang ketiga pengadukan dapat meratakan konsentrasi disemua titik larutan dan pelarut, pelarut yang digunakan harus sesuai dengan sifat kepolarannya pada bahan yang akan digunakan.
Ismayanti (151411078)
Pada praktikum kali ini dilakukan praktikum mengenai proses Leaching atau disebut juga proses ekstrasi padat-cair. Proses ekstraksi padat-cair merupakan proses mengambil sebagian komponen dari suatu campuran atau proses ekstraksi suatu konstituen yang dapat larut pada suatu campuran solid dengan menggunakan pelarut. Secara umum paraktikum ini bertujuan untuk memahami proses leaching dan juga mengetahui prinsip kerja dari leaching tower. Adapun pada praktikum ini yang akan di leaching merupakan teh curah dengan jenis teh aroma melati sebanyak 1 kg dengan pelarut menggunakan etanol 96 % sebanyak 30 L. Proses penambahan etanol murni ini dimaksudkan untuk mempercepat proses ekstraksi dan menghindari sisa-sisa larutan yang tertinggal yang menempel pada dinding labu utama. Pemilihan menggunakan etanol juga dikarenakan disesuaikan dengan bahan yang akan diekstrak. Karena prinsip dari leaching itu sendiri merupakan berdasarkan kelarutan. Berdasarkan jenisnya kelarutan dibedakan menjadi tiga jenis yaitu polar, non polar dan semi polar. Karena Kar ena teh te h termasuk te rmasuk kedalam bahan yang kelarutannya polar, sehingga menggunakan etanol, karena etanol dan air cocok digunakan untuk bahan yang kelarutannya polar. Sehingga dalam proses leaching, penentuan pelarut dan kondisi operasinya harus disesuaikan dengan
bahan yang yang akan diekstrak. Proses leaching terjadi saat bahan yang akan diekstraksi yaitu tehh dicampur dengan pelarut (etanol), maka pelarut akan menembus kapiler-kapiler dalam bahan padat lalu melarutkan ekstrak, sehingga terjadi pengambilan zat atau sen yawa dari teh dengan pelarut. Proses ekstraksi padat-cair dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya ukuran partikel, temperature, laju umpan dan jenis pelarut. Pada pelaksanaan pratikum tehh yang digunakan memiliki ukuran partikel yang kecil (bubuk) sehingga dapat memperbesar luas area kontak yang terjadi dan laju pelarutan tehh semakin besar. Adapun pengaruh temperatur pada proses leaching adalah mempermudah terlarutnya te rlarutnya solute kedalam pelarut, sehingga semakin s emakin tinggi temperatute maka solute semakin mudah terlarut, hal ini terjadi karena pada temperature yang tinggi solute akan mudah terlarutkan ke pelarut, dikarenakan tegangan permukaan solute dan gaya tarik menarik antar solute dan partikel dapat diperkecil. Namun tidak setiap operasi leaching menggunakan temperature tinggi untuk mempermudah terlarutnya solute, hal tersebut harus dipertimbangkan dengan bahan yang akan diekstrak, karena ada sebagian bahan yang tidak cocok apabila menggunakan temperature yang tinggi, sehingga setiap bahan memiliki temperature optimumnya masing-masing. Begitu juga dengan bahan yang digunakan pada praktikum kali ini, tehh cukup sensitive terhadap suhu tinggi, tinggi, sehingga proses pemanasan tetap diatur pada suhu yang tidak terlalu tinggi agar tidak merusak zat atau senyawa yang terkandung dalam tehh, seperti antioksidannya. Adapun temperature yang digunakan pada proses leaching teh ini dijaga pada temperature 65 oC. Pengaruh selanjutnya adalah besarnya laju alir umpan, laju alir umpan yang terlalu besar mengakibatkan kontak antara solven dengan bahan yang diekstrak semakin cepat, sehingga perpindahan massanya semakin kecil dan mengakibatkan efisiensinya semakin kecil. Selain itu, pemilihan pelarut juga harus selektif dan memiliki viskositas yang rendah untuk memudahkan sirkulasi. Pada operasi alat leaching, ada dua proses yang terjadi yaitu proses ekstraksi cair-padat dan proses distilasi. Proses distilasi ini bertujuan untuk memisahkan pelarut dengan ekstrak atau menguapkan etanol (etanol lebih mudah menguap dibandingkan ekstrak) dari labu utama agar didapatkan etanol yang murni, yang selanjutnya akan diumpankan kedalam bahan yang akan diekstrak. Umpan yang masuk harus dalam keadaan pelarut yang murni (fresh solvent), hal ini dikarenakan untuk menjaga kapasitas solvent agar tetap tinggi. Sehingga agar didapatkan fresh solvent, etanol yang terdapat dilabu utama dipanaskan menggunakan steam dengan tekanan antara 1-1.2 bar. Pada proses Leaching ini tidak bisa memvariasikan temperature dan laju alir.
Pada praktikum ini, dilakukan lima kali siklus/tahap leaching. Satu tahap dimulai dengan melewatinya cairan ekstrak dari sifone sampai cairan tersebut berhenti. Pada setiap siklus dilakukan pengambilan sample dan dilakukan analisis berupa pengukuran massa jenis dan kekeruhannya, juga dilakukan pengamatan terhadap perubahan warna yang terjadi pada ekstrak. Lamanya waktu tiap siklus antara 6-10 menit. Hal ini bisa dikatakan waktu yang cepat dalam proses leaching, karena pada proses ini digunakan pelarut etanol yang murni. Dari data yang diperoleh didapatkan hasil bahwa s emakin banyak tahap maka semakin lama waktu ekstraksi yang dilakukan . Hal ini terja di karena proses ekstraksi semakin sulit dan laju ekstraksinya menjadi menurun, sehingga waktunya pun semakin lama. Selanjutnya dilihat dari perubahan warna pada ekstrak tiap siklus yang menunjukkan semakin lama proses leaching warna ekstrak semakin encer, hal tersebut terjadi kerena semakin banyaknya bagian teh yang terekstrak sehingga konsentrasi teh yang terambil pada siklus ke 5 semakin sedikit. Namun sebaliknya pada siklus ke 1 teh yang terekstrak banyak sehingga warna ekstrak pekat. Semakin banyaknya siklus massa jenis sample akan mendekati massa jenis etanol, hal ini disebabkan karena semakin lama waktu proses, kandungan etanol dalam ekstrak semakin banyak sedangkan ekstrak yang terambil t erambil semakin sedikit. Namun hal tersebut tidak berlaku pada ektrak pada labu utama, pada labu utama semakin banyak siklus dan lamanya waktu, ekstrak akan semakin pekat dikarenakan etanol teruapkan menjadi etanol murni untuk dijadikan umpan kembali. Berdasarkan hasil perhitungan densitas dengan menggunakan piknometer, didapatkan bahwa densitas pada siklus ke 5 sebesar 0,8024 g/mL de. Pada praktikum ini juga dilakukan perhitungan besarnya yield. Penentuan yield dilakukan dengan menggunakan metode penguapan pada udara terbuka selama beberpa hari agar solven yang terkandung didalam ekstrak dapat teruapkan. Sehingga didapatkan nilai yield ekstrak sebesar 43 % . Adapun efisiensi dari dari kerja alat leaching tower yang ada di laboratorium pilot plant dari ekstraksi teh selama lima siklus seacara berturut – turut sebesar 0%, 27.424%, 29.661%, 60.872%, 61.790%. Dilihat dari efisiensi yang didapatkan, kinerja alat leaching tower pada laboratorium pilot plant cukup baik karena masih diatas 50 %. Pada praktikum ini kebutuhan steam berturut – berturut – turut turut selama lima siklus adalah 49.666 kj/s, 49.365 kj/s, 13.912 kj/s, 115.79 kj/s, 157.86 kj/s.
BAB V SIMPULAN
Dari pembahasan diatas dapat diperoleh simpulan sebagai berikut :
Proses perpindahan massa terjadi saat solvent kontak terhadap teh bahan yang akan diekstrak. Solvent berdifusi ke dalam pori – pori – pori pori teh untuk menarik zat yang memiliki kelarutan yang sama dengan solvent.
Effisiensi yang diperoleh berdasarkan kekeruhan dari ekstraksi teh selama lima siklus seacara berturut – berturut – turut turut adalah 0%, 27.424 %, 29.661%, 60.872 %, 61.790 %.
Persen yield yang diperoleh adalah sebesar 43%.
Kalor yang terpakai secara beruturut – turut selama lima siklus adalah 49.666 kj/s, 49.365 kj/s, 13.912 kj/s, 115.79 kj/s, 157.86 kj/s.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2016. “Teh”. https://id.wikipedia.org/wiki/Teh https://id.wikipedia.org/wiki/Teh.. Diunduh pada 15 Oktober 2017. Budhikarjono, Kusno, 1996, “ Diktat Kuliah Alat Industri Kimia”, edisi Kimia”, edisi pertama, pp. 99-101, Institut Sepuluh Nopember, Surabaya. Geankoplis, CJ. 2003. “Transport Processes and Separation Process Principles (includes unit operation), 4th ed, pp 776-777, 802-806, Prentice Hall, New J ersey Rossi, A, 2010. 1001 Teh. Andi Offset, Yogyakarta Setiawan, DA.2014. BAB 1 PENDAHULAN. http://eprints.undip.ac.id/45588/3/BAB_II (Diakses pada 15 Oktober 2017) Tim dosen. Jobsheet Praktikum Pilot Plant. 2013. “Ekstraksi padat – cair” – cair”.. Band Band ung ung : Jurusan Teknik Kimia Polteknik Negeri Band B and ung. ung.
