Leaching

c
   Y



  


 




  




 





  
 

  

  

  
 
  
 
 

 






 


 
 



     
 


 

      
    

  
 
  
 

   
 

  
 

 



   
   
    !"

 #$%
  & #  
 
 
  !"#$ !%   

 
  

 
 ' 
   




  
  
  





 

 #

  (
  !" 
 
 
  

   


  

 
 
  % 


 


 



 



 
%

%


%

%  %   
   
  

      
  
  




  )

%
% 


 


 * 
   
 


 
  

   (

  
  

 
 
  

%

 
 

 #
  

   


 
 


 






%
 
    

 



* 


 



   

 

 Y



 

 +Ê  
,-Y.
     / 
 

 




   


 
 
0    

 

  


 
   . 










(

 . Ê *     ,-   
   ./ 

  %




  
  
 

     

  

  0     
 
 
 
  
 
    


 


 
 


  1   
   
 

% 
 2

     


 
 

 
%


%
  
 



% 
 

 

 
  
%  
 

  
 
 -  
 / * 
 



  

  
 


 

 -  
 /

˜

ÊD  ! 




 
  
% 
%

   






    



   


  1   

 
%  








 



  


   


 

    3 

 (

 





 

     


    




  
  

 



 
  

     

 (

 





 

 

   *((  



  



%


  



%

 

 

   








 

% 

 (



 
 (

 
 

 

  
  
  
 4 


  (
  

 
  



 
 
 
 
  
  

 
 



  

 (

% 
  

  
 

       


 5
%


 -

 
 

/



  





   
 

  
   

 $   %
 


%
 %    ' 
 
  



 
  
 

 



  
 

 


 



 


  
 
 


  

 



  







 6

 
 



 

      
  
 
  
  




 


 


 
  
 
   




 


 



 

 

%


 


 

 
 
 
 

 7    
 

 
 6



  
    
 

  

 



 

7      

˜  Ê    
 
  

%

   

 
 
 
  








  


   
  



 




 

 
 

  



 6

 
 
 


  
 

 

   
   % 
   



      
 

 
 1
 
 
 




      



   


 
      8







%



%  

   



 
  

 
     2     





 

 
  
  
% 




 



    
 
 
  

  

  
   

 
  

 
  


      


 

 

 
 !  
 % 



 
 

  




    
  
 

  
      
    


 
  
 
 
 
 1  

 

 







 


  
 





 
    
 

  

   


  
 
 




 
  
 

˜
Ê_ 
 1   
 
   
  
 

 
   
  
   
  


 

   
9
9 3

 


   



%
  

  




  

 
 

 

% 

 

   (
    
 


   
 % 
 


 

  


   

 
 



  
  

% 

 

  



 
 
     




 
 ( 


 



(  %
 





 

 

 
 






 

 




 
    1
 
 

 - 
 
  
/% 







  
 




 









 







 

 * 

 
      
   

 

 


       



 

 
   






 



 







    
 
     


 

 (

'  

  

2
 

   5
 

 
    




 




 
     

 
     



  

 




 
 
 




%
 
 

 


  


7


 











 




 


 .


  
    
% 
  

  
 
2
 

  

 







  
 
 
 
 
  - 

/


     %   


  
  

 

 




 
 Y 
%







 
 

 (
 (


% 
  
 

     5


    
 (
 -  / 


 3
 
  
% 

 

 -
/

 
 

 

% 
 











 

    

 *

   
 

    
 (

2
 



 
  6











 ( 
 

#% ˜


X

 

  

 

2
   4
 

 
 )'









 ( 
 
    X ˜
  

       mA = massa zat A (kg atau mol)

mC

= massa zat C (kg atau mol)

 6

 




  %


#:;
)':; * 

 
(
 

'

   ˜
  





 X 

   

3
 





 
 
 


   
 
 


 

 
  



 <
 
  



% 

 ':+*

 #


 

   


7    
  

    

 
   

  

8

+   Ê Ê Ê ÊÊ    Ê

   Ê

„ Ê Ê ÊÊ Ê
Ê

 Ê

V




Ê V


Ê

Ê
Ê


Ê

Ê

V


V






Ê

Ê
Ê


Ê

Ê



V





Ê


Ê V





› 


   
  
    Y
  





  






 
 ˜


 X     6    

 „A

= (fluks) massa yang berpindah per satuan waktu (kg/jam)

A

= luas permukaan kontak (dm2)

kL

= koefisien perpindahan massa (dm/jam)

cAS

= kandungan bahan A pada padatan (kg/L)

cA

= konsentrasi bahan A pada larutan (kg/L)

V

= volume leaching (dm3 atau L) * 
 

 
  


 



 

(  







 


  



  ˜


  X  X    6   

 5
  


 = 
  

 

 


 






 



   ˜


  6   X  6    7      6  ;

 '
 
  
  
  
  
  
 



   
 
 

 

% 

     
 

  



 


 
  
  y

= komposisi solut pada larutan dalam lumpur,

V

= volume larutan,

x

= komposisi solut pada larutan alir-atas,

L

= volume larutan pada lumpur.
 



 



 

B

= volume padatan pada lumpur

„

= Rasio B/L

Y 
Ê Ê  



  
 

  
  



  
  




   
  '
   - 
/ 


  
   
 
% 





   
  2   
  


      1   

  

 

    
 

 
 
  
   




   

   

†
Ê

†
Ê

Ê

Ê

  

Ê 
Ê
Ê
ÊÊ

#0%00% )'0 

Ê 
Ê
Ê
ÊÊ 

 › 

  

 *
 

 

  
 

  

 

 

 
  

 

    
 

   ˜




 !"!#$!"!#$%%!#

 3
 

6


&


'( )
 
 ) 

   
  
 ˜
*



 !"$!"$%%

 0


 

 
 
  

  
 # 

 

   <
 '


 ˜
+



 ,- !" .-$ ,-!" .-$%% .-%

 *




  


 







6



% 












 


 

   ˜
 



#$  $$% %%

 *


(2
#

 



   

 

  


 8

$  



Ê

Ê 

Ê



† Ê †
Ê

Ê

V

Ê


Ê



Ê


Ê V





› 
 ›
)
/
0
1 
2    34 Suatu mesin leaching mengolah masukan 100 kg kedelai yang mengandung 20% minyak dengan pelarut masuk sebesar 100 kg pelarut hexana murni. „ilai „ utk alir-bawah dijaga pada angka 1,5. Tentukan komposisi keluaran under dan aliratas (L1, V1).

˜   L0 + B = 100kg, L0

= 100.0,2 = 20kg,

yA0

= 1,

B

= 80kg,

„0

= 4,

„1

= 1,5

V2

= 100,

xA2

= 0,

xC2

= 1, 



 

„0L0

= „1L1 = B,

L1

= B/„1 = 80/1,5 = 53,3 kg

L0 + V2 = L1 + V1 = M, V1

= L0 + V2 - L1 = 100 + 20 - 53,3 = 66,7

Dari grafik, maka kita dapat pula memperoleh harga L1 serta V1 dengan cara mengukur perbandingan panjang tangan pengungkit masing-masing. Ê Ê

Ê



Ê



 

Ê



Ê

Ê  

†



Ê

Ê

†


Ê

Ê




Ê





› 
˜
 
   
)

Y 
Ê Ê  1 


 

% 
 

    


  
  
   


 

8

% 
  



  

8

= 

 †
Ê

 

†
Ê

Ê

Ê

    0+

Ê

    0 

†
ÊÊ

    0$ 

†
Ê

Ê

    0 

†

!


Ê

! Ê

Ê


Ê
Ê
ÊÊ

  › 

 5  *
 

 

  
 

  

 

 

 
  

 

    
 

   ˜




 !"!$!"$%

 # 



 <
'


 ˜




 , !"! .!$,!" .$%.%

 * 
     
  


 +% 

 

     

 








)>+   ˜
  " 8



.!$61!"7 18,!6" .7 , 1!



      1   





 

   
  
  
 





 
 
 
  
 *
 ?


 
   -
 / 

 
  
 
 

 
 ˜




 !"! $!"$%

 *
 


+"




-
/? ˜
 7"! 



9$ 2"$7"$7" $:$7"! $

*
  


 +" 
 
 


 -
/ ? Y
  
  

  


@
 


+;%





 


   ˜
  .-9$6 ,- 2" .-1 2" 8$6,-2 "! .-!12"! 8 ˜


9$#1 2"$  1 2"



 8
 
 
         
 

(

8

A

Ê Ê Ê 

Ê Ê



Ê



Ê †!

Ê

Ê

†ʆÊ †

Ê

†




Ê


Ê

Ê 

 › 
›
)
/
0
1 
25 

?

Y 
Ê
 
Ê  3

 


    




  
  +; 7 

 ;%;;+ B 
  

 

   
  



 
 

    



    

   



 
 
%  
 
 
 

  
  
  
 

%
 
 
  

 
  



   

  
 

 



 
 
   
 
 



 (
 
    

 (%


 



  

   
 
 
 

  
   


      C



 
  
 
 
 


  


 1     



 


      
 


    






 % 
  
  
        
 
 
 5
 

 

 
 
 
 
 
$=;7 

;;$=B 

  #
#+;;B 



(
  



  
%
% 
% 
   (
 


    

  
 
 



 
 
 #
% 

    
        

  
 

  
 




 % 
 

 

 






   

 
 
 
% 
 

  
  

 
 
 

 
    



  +@%
 
  

 

    


˜ 

       





(


 
 
  
  


  

    (  
 
%    

%      
 

 #
 

%


    
 

   
 

     

 

 

 
 

%    
 

     


 

    

 3 

 
   
  

  2

 
 @DB   
 

 

     %""=;B    
3
 

%D$$B 


  

 
 +=+DB   . 
 

 3 

 
 
  

   
 
 


 



 

      

 

 
 


  

  
  
   

 


 
 



  

   %


  
  


 

   
    . 

   

 

  

 

   








 

 
 

   

   
  

  

 


  
 




  



  Y

 

       


 
 

 
 

 
  
 

   
 
    5
 

 
 
 

 



   
     

 
  




  




˜  c    

   




   

 

    

 

 

    

  
  



 
 
 
 
 Y

 

 

  

  



   
         
  


  

 


 6


 
  
 




 
 
 
 




 
 
 


 
 



   


 
  
 
  

   
 
 
 

 
 
 1   
  
 
 
  
 

 

 

 

 

 
2
   
      
 

 

 1   
 
 
  
  (
 
  
 E  
 

   
  


%
      
 % 
 



  
 

%  (
 
   

 




 

  (



    



    

5   
 

 







 ( 
%  
 
 
  
  

  (
 
      
  (
 
      

 1   

  
E  
 
 

 

  
   
 
 

   




 
 
      
E 
  


  %

  









 (  
   



  
 
 

  
  
 
 

  
 
  
  

 

 
 




  
   % 
 



 

  
6

 
 
 %


   
    (
    

0     6Ê 3  
%

  





 6Ê 3  


  
 
 6Ê 3  


  
 
 
 

 


 
2 

6Ê 0  


  
  
  
 

          3 
 

 
 



 



    

    
 

 
  
 

  
  
      
 

 

 

   





    
 




 


 
 

 
  
 
 
 

 

  



% 
 




   
  


   




 
 
    
 
   
    

   
 


 
 
  
 


 5   

 
 



 
   
 


 $;;  =;; 7  ;;$ E ;;= B  
 
  #
# +;B 
  


 


 
     
 
 


 

 

  
 
    
  





  






 
% 



  
 
 









   

    
 
  
 Y

 



 
 
  

  
   Y

 


 
 
 
 
 

 
 
 
 
     
 
 
  



 

 C
 
 
 

  
    

  
   
  
  
 

   




    
 
0   

 
   2   
 

 
 


%
  




 (   
 
 
 

 =;F=B 

    2  
  



  %        

 
 
   


 

    




 
    
 

  
 E



     * 



 




  E   
  


  
   

  

 
 

 
   
 
    
    





 


   
 
 
 (   
   

  




 
 



 
 
 
 
     



   
 



   

  
  


  

 (  
 
 
    
 

 

 

 
 (      

  


 
  

 

+;E++ 
 



 










    
   

#










 

 
  


  

 



   


 
  

 
 

 

       )








     




 3

 ( 

 
 
 

    
   
 
  


 
  
 

  


    Y 


 



  
  
 3

 (  
    


  



 E


   


 
 

 (  

 
  
  




  
 
   
    


  
  3 
  
    



%

 
 

 
   

 



   
 ( 


     Y

 
  

     



 
     
 


 

   

  


   

       
   
    


 

 
 



  pmas yang terlarut dipisahkan dari larutannya menggunakan cementation on zinc powder atau mengadsorpsi emas dengan menggunakan karbon aktif yang diikuti dengan elution cementation with zinc atau electrowinning. Untuk mengefisiensikan cementation sebaiknya disiapkan cairan bersih melalui proses filtrasi atau counter current decantation.

?

ÊY 
ÊÊ 
Ê

Ê 
ÊÊ 
 6 
 



 


 
1



 (
 

  
 3

 1


 
 
     
 



 
 


    6

 

 1


    

 
  
 
 ;;B

 +=B '
  (
  !" 

 

 


  '
  (


  
 
1

 
1
   





  (
  


 
 


 

    
 




  
     2 % 
  
  




 



  
  

   
%
 

   




      
    
 1

     




    
 
    
  

 


  

 


   
 
 
 
    )  

  
 
 
 



 
 1
 

 

  



 



 '


    
   
  
% 

 1
 
  
  
      
  

 
 




 
2

  


  

5
%  


 

 









  

1





 '
 
 

 

  
 







  (
  !"  
 

  
 

 
 
     


   

 ""D




  
 
   5


  (
 
  
  


  
 


 
 += 6





  (
% 

 
 


 0! 0

  
 
 
   
1
 2
 "1"> 
1
  
2
 1!> 6


 


     
 =  
 0

  


 +=  
 
  
 
  
 


  (

 1
 

  
  
  


  (
    
  1
   (
G1! !" $H" 1  

  


 1
 
 
  
 

    
 
  
  
 
   
  
   %   

 

 
 

;%=+


#


 
 
 1
 

  



  (
  


    %
 
      
(


   
        

  




 *

  



 


 1
 
     
   


%


  (

  



 
A= !"    
 ) 
 


  (
 
   
        
 
 
 

 ( 


    


  (



 +;;

 +=; Y 



  (
    3 
)
  

+;;Y7 %  




  (

  
  
   
A=;7Y0

%


 
1
 
     
   


  (
 
      
 
 


 

   . 
 (
 
 

%
 


  (

   
    

 
 
  



 
%  
  
 

 


     !     0     
      

  


 
  

  
 
 
 
 
 

  


 
   
 
 




 %
   

   
  
 6   
  
     

 

 6





 
  
 
 
( 
% 
 
 
    
 (
  
 

    
 



% 




  
      

 

    

 
 
 

 
 
 
 







 





 

  






*


  


  

 
 
 


% %




 
 3
 
 

  

    

 
 
 

 
   
  
 


 
 



 



%

 

    

  



    
 
 
 1
 4
 
 


  
  

 
 



 


  
%   
2 

 


    

 
    

 
2 


  

    
   
 
   
      

  


  

 *






   


 
  
 
 

 1

 







0 
 






    






 



1
   


  
 
 I
 

 
   % 
  
 % 
 
 
 
 
 
 
 
  
 1
 

 1   

  
%

   





  
 
   
 
 
  

%
  6Ê  


 

%   



  

 


 

 

<




%





  

 




 
<

 6Ê

  

 +% 
  
  
 

 
  
 
     

 
     
   <

  
 
 

  


 6Ê

  

 %  
  


 <
 
 
  
 

     (  

   ( #
 




   

 

 <
 
 
   


 
 <
 
  

 6Ê   
 

  
  
 
     
%    
 
 




<

  
 

Y
ÊÊY 
 34 Suatu ekstraktor countercurrent dengan pelarut benzena murni mengolah masukan 2000 kg/jam inert makanan padat (B) yg mengandung 800kg minyak dan 50kg benzen. Pelarut masukan berisi 1310 kg benzena dan 20 kg minyak/jam. Keluaran lumpur mengandung 120 kg minyak. Hitunglah jumlah dan konsentrasi keluaran proses dan jumlah tahapan yang diperlukan. Dari data eksperimen dengan menggunakan kolom leaching yg serupa diperoleh data kesetimbangan „ vs y seperti pada tabel # %;; +%@D +%@" +%D@ +%D +%F= +%AD +%A+

' ; ;%+ ;% ;%$ ;%" ;%= ;%A ;%F



˜   Pada lumpur masukan L0

= 800+50 = 850kg,

yA0

= 800/850 = 0,941

B

=2000 kg, „0 = 2000/850 = 2,36

Pada pelarut masukan V„+1

= 1310 + 20 = 1330 kg, dan

xA„+1

= 20/1330 = 0,015

Lalu plotkan L0 serta V„+1, dan seterusnya hingga didapat jumlah garis operasi yang menyatakan jumlah tahapan.  34 ˜
  Partikel berdiameter rata-rata 2 mm dileaching dengan alat batch dan pelarut dalam jumlah besar. Dibutuhkan waktu 3,11 jam utuk meleaching 80% bahan terlarut dari padatan. Anggaplah difusi sebagai pengendali dan efektivitas difusi konstan. Gunakan data percobaan untuk menghitung diffusivitas efektif (Deff). Tentukan waktu yang diperlukan untuk mereduksi 90% bahan terlarut dari partikel berukuran 2,00 mm.

˜  


 X +
+

* (( 7:
% karena Deff konstan, maka nilai t2 dapat dicari.

For 80% leaching, fraksi yang tidak terleaching (ps) adalah ps = 1-0.8 = 0.2

Soal tersebut tidak memberikan data percobaan, jadi perhitungan berikut ini didasarkan pada data yang ada dalam gambar 5.3-13 buku Geankoplis, dimana DA eff

= difusivitas efektif (mm2/dtk)

t

= waktu (detik)

a

= jari-jari partikel (mm)

Gunakan gambar di bawah ini untuk bola (sphere) dengan ps = 0.20. Maka nilai DA eff.t /a2 = 0.112 didapatkan. DA eff.(11196 dtk) / (2 mm)2 = 0.112 DA eff = 4.10-5 mm2/dtk.

Pada 90% leaching,fraksi yang tak ter leaching (ps) adalah: ps = 1-0.9 = 0.1

Gunakan gambar di bawah ini untuk bola (sphere) dengan ps = 0.10.

Maka nilai DA eff.t /a2 = 0.180 didapatkan. 4.10-5 mm2/dtk.. t (dtk) / (2 mm)2 = 0.180 t = 1800 dtk atau = 5.00 jam

 34;; 

Lumpur kedelai pipih bermassa total 100 kg mengandung 75 kg padatan inert dan 25 kg larutan dengan 10% berat minyak dan 90% berat pelarut heksana. Lumpur ini dikontakkan dengan 100 kg of heksana murni dalam leaching tahap tunggal sehingga nilai „ di keluaran alir-bawah adalah 1,5 kg padatan terlarut/kg larutan yang terikut. Hitung jumlah alir-atas V1 dan alir-bawah L1 yang meninggalkan reaktor.

˜   V2

= 100 kg

B = 75 kg

XA2

=0

Lo = 25 kg

XC2

= 1.0

yA0 = 0.1

„1

= 1.5 

Persamaan 8.

L0 + V2 = L1 + V1 = MM

L0 + V2 = 25 + 100 = 125 kg = M

Persamaan 9.

L0 yA0 + V2xA2 = L1yA1 + V1xA1 = MMxAM

L0 yA0 + V2xA2 = 25. 0,1 + 100. 0 = MM xAM xAM = 2,5/125 = 0,02

Persamaan 10. B = „0L0 =3 25 = 75 = „M MM „M 125 = 75 „M = 0,6

„1 = 1,5 yA1 = xA1 = „M =0,6

L0 + V2 = L1 + V1 = MM L1 + V1 =125

B = „0L0 = „1L1 = „MMM

B = „0L0 = „1L1 = „M MM „1L1 = „M MM 1,5 L1 = 0,6 .125 L1 =76,5

L1 + V1 =125 76,5 V1 =125 V1 =48,5

Jadi, L1=76,5 dan V1=48,5  34 Suatu mesin leaching mengolah masukan 100 kg kedelai yang mengandung 22% minyak dengan pelarut masuk sebesar 80 kg pelarut heksana yang mengandung 3% berat minyak kedelai. „ilai „ untuk alir-bawah dijaga pada angka 1,5. Tentukan komposisi keluaran alir bawah dan alir atas (L1, V1).

_  Lumpur = 100 kg kacang kedelai yang mengandung 22 % berat minyak. Solvent = 80 kg pelarut yang mengandung 3 % berat minyak. „ilai „ tetap sebesar 1.5 Skema proses :  J+%)+        Y;%#;%;%6  









J%)









Y+%#+%+%6

 Pada pelarut diketahui : V2 = 80 kg dengan xA2 = 0.03 dan xC2 = 0.97 Pada lumpur dapat dihitung ; B = 100.(1-0.22) kg = 78 kg.

L0 = (100 ʹ 78) kg = 22 kg. „0 = B/L0 = 78 kg padatan/22 kg larutan = 3,55

„eraca massa komponen total : Persamaan 8.

L0 + V2 = L1 + V1 = MM

Maka dapat diperoleh M = L0 + V2 = (22+80) kg = 102 kg.

„eraca massa dari minyak : Persamaan 9.

L0 yA0 + V2xA2 = L1yA1 + V1xA1 = MMxAM

Kita masukkan angka yang kita ketahui M.xAM = L0.yA0 + V2.xA2 = (22.1 + 80.3) kg = 23.74 kg sehingga didapatkan xAM = M/(MxAM) = 102 kg/23,74 kg = 0,239

Pada padatan : Persamaan 10.

B = „0L0 = „1L1 = „MMM

Kita masukkan angka yang kita ketahui „M = B/M = 78/102 = 0,706

Kemudian nilai-nilai yang telah didapat tersebut diplotkan ke dalam grafik

 
 

 
  







Ê Ê$ Êʆ  & Ê'Êʆ 


"


#

Ê Ê%
&Ê &

 Dari grafik didapatkan nilai xA1 = yA1 = 0.239 „ilai tersebut kemudian dimasukkan ke dalam Persamaan 10, sehingga diperoleh : „1.L1 = „M.M L1 = „M M/„1 = (0,706 . 102)/1,5 = 52 kg

sehingga diperoleh : L1 + V1 = M V1 = M ʹ L1 = (102-52) kg = 50 kg.

Jadi pada kondisi di atas diperoleh nilai-nilai : Yield dari padatan dan larutan pada aliran lumpur keluar konstan sebesar 1.5 kg padatan/kg larutan, Fraksi larutan pada aliran keluaran dari pelarut maupun lumpur sama yaitu 0.239. Laju alir lumpur keluar sebesar 52 kg. Laju alir larutan keluar sebesar 50 kg.  34;< Pengaruh „ yang dijaga tetap. Ulangi pekerjaan seperti pada contoh soal 2 namun kali ini anggaplah alir-bawah dijaga tetap pada 1,85 kg padat/kg larutan. Hitunglah alir-bawah dan

komposisinya dan jumlah tahapan yang diperlukan. Bandingkan jawaban anda dengan contoh soal 2 tersebut.

˜   Dari contoh soal 2 kita dapatkan Alir-bawah: Umpan padatan B (inert makanan padat)

= 2000 kg/h

A (minyak)

= 800 kg

C (benzena)

= 50 kg

Padatan terleaching = 120 kg minyak

Alir-atas: Pelarut segar: C (benzena)

= 1310 kg

A (minyak)

= 20 kg

„ = 1,85

Alir-bawah : L0 = A + C = 800 + 50 = 850 kg/jam yA0 = 800/850 = 0,941 „0 = B/L0 = 2000/850 = 2,353

Alir-atas : V„+1 = C + A = 1310 + 20 = 1330 kg/jam X„+1 = A/V„+1 = 20/1330 = 0,015

Dengan cara grafik: „„/yA0 = (B/L„)/ (A„/L„) = B/A„ = 2000/120 =16,667

„eraca massa : L0 + V„+1 = M = 850 + 1330 =2180

Persamaan 9.

L0 yA0 + V2xA2 = L1yA1 + V1xA1 = MMxAM

850 (0,941) + 1330 (0,015) = 2180 xAM xAM = 0,376 B = „M M, „M = B/M = 2000/2180 = 0,917   )





 





+



)

  )"       

) )

)

)

)

)

) 

† ! †

 )

†

† )

)

)

†

)

)"

†

)*

)#

)(

 
Ê   )  ) ) ) )

  Y;;%@"+%%$A") *)   J#>+;%;;+=%;%=;;;= #)

,

6


 :+%D=()   0;%$FA%;%@+F Dari grafik kita dapatkan bahwa gradien = „„/yA„ = 16,667, Lalu tariklah garis antara V„+1 dan titik yang memotong garis y = 1,85 yang memiliki gradien 16,667. Titik ini adalah L„ (0,111 , 1,85). Tariklah garis antara titik L„ dan M, lalu teruskanlah sampai memotong aksis X. Titik ini adalah d V1 (0,636446 , 0) Tariklah garis antara L„ dan V„+1 , juga antara L0 dan V1. Temukan titik delta ȴ (-0,5391 , 8,9852) yang merupakan perpotingan kedua garis tersebut. Tarik garis lurus dari V1 ke y = 1,85. Lalu tentukan titik L1 (0,636446 , 1,85) Tarik garis lurus dari L1 menuju ȴ, dan titik yang memotong garis aksis X adalah V2 (4,35729 , 0). Ulangi langkah-langkah tersebut untuk mendapatkan garis-garis seperti pada gambar dan hingga titik terakhir (L) memotong garis V„+1 ʹ L„

„eraca Massa : L„ + V1 = M = 2180 atau L„ = 2180 - V1 L„yA„ + V1xA1 = MxAM L„yA„ + V1xA1 = M (0,376)

Dari grafik kita dapatkan : yA„ = 0,111, xA1 = 0,636446 dan tahapan = 4,1

Lalu kita selesaikan persamaan L„(0,111) + V1(0,636) = 2180 (0,376) Bila kita substitusikan (2180 - V1)(0,111) + V1(0,636) = 2180 (0,376) V1 = 1099,5 kg padat/jam, dan L„ = 1080,5 kg padat/jam

Dan jika kita bandingkan hasilnya dengan contoh soal 2 Jawaban

Contoh soal 2

Latihan soal ini

yA„

0,118

0,111

xA1

0,600

0,64

V1

1164

1099,5

L„

1016

1080,5

Jumlah tahapan

3,9

4,15

Dari tabel tersebut terlihat bahwa dengan menjaga rasio „ (B/L) pada kasus ini tidak terlalu berpengaruh pada hasil akhir perhitungan.

34˜ 
 
5 
4/  Suatu sistem arah-berlawanan akan digunakan untuk leaching minyak dari makanan dengan pelarut benzena (B3). Proses tersebut mengolah 2000 kg/jam makanan padat inert (B) yang

mengandung 800 kg minyak (A) dan juga 50 kg benzena (C). Laju alir asupan campuran pelarut mengandung 1179 kg benzena dan 18 kg minyak. Percobaan pengendapan yang mirip dengan kondisi aktual ekstraktor leaching menunjukkan bahwa larutan yang terbawa bergantung pada konsentrasi minyak pada larutan. Data (B3) ditabulasikan dibawah ini sebagai „ kg inert padatan B/kg larutan and yA kg minyak A/kg larutan. Hitunglah jumlah tahapan yang diperlukan untuk leaching ini jika ada 120 kg minyak terleaching tiap kg larutan.

# ;; +@D +@" +D@ +%D +%F= +%AD +%A+

' ; ;%+ ;% ;%$ ;%" ;%= ;%A ;%F



˜   L0

= 800 + 50 = 850 kg/h

yA0

= 800/(800+50) = 0.941

B

= 2000 kg/h

„0

= 2000/(800+50)=2.353 kg/h

Vn+1

= 1179 + 18 = 1197 kg/h

xA„+1

= 18/1179 = 0.015

Buatlah garis „ vs yA pada kurva berdasarkan data yang telah diberikan. Lalu plotkan titik L0 ( yA0 = 0.941, „0 =2.353) dan V„+1 (xA„+1 = 0.015, „„+1 = 0) yang telah diketahui pada soal ke dalam grafik tersebut. Mencari titik L„ pada kurva dengan menarik garis dari titik yA = 0 dan „ = 0 dengan perpotongan

ntersep = rasio

„„/y„ = (kg padatan/kg larutan)/(kg minyak/kg larutan) = (kg padatan/kg minyak) = 2000/120 = 16,67

Dari grafik diperoleh titik L„ dengan komposisi „„ =1,967 kg padatan/kg larutan dan yA„ = 0,118 kg minyak/kg larutan

Untuk titik campuran M, diperoleh dari persamaan neraca massa total L0 + V„+1 = 850 + 1197 = 2047 kg/jam = M

Persamaan neraca massa komponen L0yA0 + V„+1xA„+1 = 850(0.941) + 1197(0.015) = 2047xAM xAM = 0.399

Persamaan neraca massa padat total untuk B B=„0 L0 = „„ L„ = „M M 2000 = „M 2047 „M = 0,977

Lalu plotkan titik koordinat M (x AM = 0.399, „M = 0.977) pada kurva.

Dengan menarik garis dari titik L„ melewati titik M maka akan diperoleh titik V1 dengan komposisi xA1 =0.676 Komposisi dari aliran dapat dihitung dengan persamaan L„ + V1 = M = 2047 L„ yA„ + V1 xA1 = L„ (0,118) + V1(0,676) = 2047 (0,399)

Dari persamaan diatas diperoleh nilai L„ = 1016 kg larutan/jam V1 = 1031 kg larutan/jam

Dari garis operasi dan perpotongan garis L0V1 dan L„V„+1 pada grafik dapat dilihat jumlah tahapan sebanyak 5 tahap. ! 



   



 





 
"














 

  




 


"




#

 



 

  " * # (    






 34*3 


;< Bijih yang telah diolah mengandung padatan inert gangue dan kupri sulfat yang akan dileaching dalam suatu reaktor tahap jamak berlawan-arah dengan menggunakan air murni untuk mencuci CuSO4. Muatan padatan perjam mengandung 10.000 kg inert gangue (B), 1200 kg of CuSO4 (larutan A), dan 400 kg of air (C). Larutan hasil cucian mengandung 92% berat air dan 8% berat CuSO4. Sebanyak 95% dari CuSO4 dalam bijih masuk harus direkover. Alir-bawah tetap pada „ = 0,5 kg inert gangue padat/kg larutan cair. Hitunglah jumlah tahapan yang diperlukan.

˜   Skema leaching  

J+

J#>+

Y;

Y#

  „ = 0,5 ( konstan untuk ekstraktor ke-2,3,4͙.„) Lumpur : B : 10.000 kg

L0 = 1200 + 400 = 1600 kg

A : 1200 kg

yA0 = 1200/1600 = 0,75

C : 400 kg

„0 = B/L0 = 10000/1600 = 6,25

Solvent : XA1 = 0,08 XC1 = 0,92

Jumlah CuSO4 yang terekoveri = 0.95 x 1200 kg = 1140 kg Jumlah CuSO4 yang terekoveri sama dengan jumlah CuSO4 pada V1 sehingga jumlah air pada V1 dapat dihitung dengan menggunakan perbandingan fraksi sbb : m air = (0,92/0,08)x1140 kg = 13110 kg

Massa V1 = mair + mCuSO4 = 13110 kg + 1140 kg = 14250 kg

Massa CuSO4 pada Ln = ( 1- 0,95 ) x 1200 kg = 60 kg „n = B/Ln , atau Ln = B/ „n = 10.000 kg/0,5 = 20000 kg

Menentukan massa Vn+1, dan neraca massa keseluruhan: L0 + Vn+1 = Ln + V1 1600 + Vn+1 = 20000 + 14250 Vn+1 = 32650 kg

Grafik dibuat berdasarkan data-data yang telah diperoleh dari hasil perhitungan di atas. Untuk menggambar grafik maka kita akan menentukan titik L0, L„, V„+1, dan titik V1 terlebih

dahulu dimana koordinat titik tersebut diwakili oleh fraksi zat A pada sumbu X dan nilai „ pada sumbu Y (xA atau yA„ ). Untuk mendapatkan titik M, maka kita akan menarik garis yang menghubungkan antara titik L0 dan V„+1 dengan titik L„ dan V1. Titik perpotongan antara kedua garis ini adalah titik M yang mempunyai koordinat xAM, „M.

è"2     Jumlah tahapan dihitung berdasarkan jumlah banyaknya garis yang menghubungkan antara L1 dan V1, L2 dan V2, L3 dan V3 dan seterusnya sampai garis ini memotong garis yang menghubungkan antara titik L„ dan titik V „+1. Dimana L1 dan L2 terletak pada garis „ = 0,5 yang nilainya konstan dan V1 dan V2 pada sumbu y. Dari grafik yang telah digambar didapat jumlah tahapan sebanyak : 8 tahap



    34+ Hati ikan Halibut (pecak) yang segar yang mengandung 25,7% berat minyak akan diekstrak dengan etil eter murni untuk memindahkan 95% minyak dalam sebuah proses leaching tahap jamak berlawanan arah. Laju alir umpan adalah 1000 kg hati segar per jam. Larutan

keluaran alir-atas mengandung 70% berat minyak. Larutan yang ditahan oleh padatan inert (hati bebas minyak) dari hati bervariasi sebagai berikut (C1), dengan „ adalah kg inert padat/kg larutan tertahan dan yA adalah kg minyak/kg larutan. Hitunglah jumlah dan komposisi arus keluaran serta banyaknya tahapan teoritis

# "DD $=; "F +AF +$@

'  ; ; ;" ;A ;D+



_  Umpan lumpur = hati ikan pecak Laju alir umpan = 1000 kg hati per jam L0 = Kadar minyak dalam lumpur = 25,7 % berat = 1000 kg/jam  25,7 % = 257 kg/jam B0 = volume padatan pada lumpur yang masuk = 1000 kg/jam ʹ 257 kg/jam = 743 kg/jam

Proses leaching ini akan ͞mengekstrak͟ 95% minyak, atau minyak keluar = 5 %-nya. L„ = volume larutan pada lumpur yang keluar = 257 kg/jam  5 % = 12.85 kg/jam y0 = 1 (karena terlarut yang masuk hanya minyak saja)

Larutan yang dipergunakan = etil eter x„+1 = komposisi zat terlarut pada V (masuk) = 0 (etil eter yang masuk murni).

Larutan alir-atas mengandung 70 % berat minyak, maka : x1 = komposisi zat terlarut pada V (keluar) = 0,7

Mencari „ : „ = B0/L0 = 743/257

= 2,891 kg padatan/kg larutan

%  

  %   

Ê

 % % %# 

% % %#

  „„/y„ = (kg padatan/kg larutan)/(kg minyak/kg larutan) = (kg padatan/kg minyak) = 743/12,85 = 57,281. ni adalah gradien garis L„V„+1

 

Langkah-langkah penggambaran grafik : Tentukan titik L0 dengan koordinat („0, y0) yaitu (2,891;1,0)

Tentukan : Titik V„+1 (pada sumbu x dengan komposisi x„+1 = 0) Titik V1 (pada sumbu x dengan komposisi x1 = 0.7) Dari titik asal („ = 0, y = 0), tarik garis putus-putus dengan gradien 57,821 hingga ke kurva „ vs yA ` diperoleh titik L„ Dari titik L„ ini bisa diketahui nilai „„ dan y„ yang merupakan titik kooordinatnya.  Y  

 :"AF  å;;D

Hubungkan L„ dengan V1 dan L0 dengan V„+1 , maka diperoleh titik M.

Hubungkan titik L0 dengan V1 dan L„ dengan V„+1 , maka diperoleh titik 

Dari V1, buat garis dasi ke kurva „ vs yA , maka diperoleh titik L1 Dari L1 tarik garis ke  dimana perpotongan garis ini dengan sumbu x adalah titik V2

Kemudian dari V2 tarik garis dasi ke kurva „ vs yA sehingga diperoleh titik L2.

Demikian seterusnya langkah-langkah tersebut diulang hingga titik L yang diperoleh melewati titik L„. Titik L7 ternyata telah melewati L„ sehingga jumlah tahapan teoritis yang diperoleh adalah 6,25.

Dari grafik diperoleh nilai „„ = 4,267 kg padatan / kg larutan y„ = 0,08 kg minyak / kg larutan

Untuk mencari volume alir-atas masuk adalah dengan Persamaan 14.

L0 + V„+1 = L„ + V1 = M

257 + V„+1 = 12,85 + 356,67 V„+1 = 121,52 kg/jam

Mencari M : M = L0 + V„+1 = L„ + V1 = 257 + 121, 54 = 378,52 kg/jam

Mencari komposisi xM: Persamaan 12.

L0 y0 + Vn+1xn+1 = Lnyn + V1x1 = MxM,

L0 y0 + V„+1x„+1 = MxM 257.1 + 121,54 = 378, 54 xM xM = 0,67

Jadi komposisi keluaran : V1 = 365.6 kg/jam dan xM = 0,67

Jumlah tahapan teoritis = 6,25

34  Pipihan kedelai yang mengandung 22% berat minyak akan dileaching dalam proses tahap jamak arah berlawanan berisi 0.8 kg minyak/100 kg padatan inert dengan menggunakan pelarut heksana murni dan baru. Tiap 1000 kg kedelai membutuhkan 1000 kg heksana. Percobaan (S1) menunjukkan larutan ikutan dalam padatan alir-bawah. Hitunglah aliran keluar dan komposisinya serta jumlah tahapan yang diperlukan.

#

+%F

$  '

+%= 

;%;

+ %"$

;%

; %$

Basis : 1000 kg kedelai, 1000 kg heksana A = minyak, B = soybeans, C = heksana

Data data „ dan yA di plot dalam grafik di bawah

Pada larutan masuk: (Lo) = 22% x 1000 kg = 220 kg yA0 (fraksi minyak pada larutan masuk) = 220 kg/220 kg = 1 padatan inert (B) = 1000 kg „0 = 1000 kg/220 kg = 4,55

Pada pelarut masukan t V„+1 = 1000 kg XA„+1 = 0/1000 = 0

Pada keluaran alir-bawah yA„ = (0.8kg minyak /100 kg inert ) x 1000 kg inert = 8 kg

Titik (XA„+1 , V„+1) kemudian dihubungkan dengan titik („0, yA0) pada grafik. „„ / yA„ = (kg padatan/kg larutan)/(kg minyak/kg larutan) = 1000/8 = 125 Kemudian di plot garis dengan gradien = 125, yang dibuat dari titik (0,0) sampai memotong garis „ vs yA di titik L„. Koordinat L„ pada perpotongan tersebut adalah „„ = 1,725 kg padatan/kg larutan yA„ = 0.005 kg minyak/kg larutan.

„eraca massa total larutan: L0 + V„+1 = L„ +V1 = M 220 + 1000 = 1220 kg

„eraca massa komponen A (minyak): L0.yA0 + V„+1.xA„+1 = L„.yA„ + V1.xA1 = M.xAM

220(1) + 1000 (0) = 1220.xAM xAM = 0.18

neraca massa total padatan B: B = 1000 = „M M = „M (1220) „M = 0.82

Kemudian titik M di plot dengan koordinat („M , XAM). Kemudian gambarlah garis V„+1ML0. Begitu juga garis L„M sampai memotong sumbu x sehingga di dapat V1 dimana xA = 0.336

Mencari L„ dan V1 L„ +V1 = M = 1220 L„.yA„ + V1.xA1 = L„ ( 0.005 ) + V1(0.336) = 1220(0.18) Dari kedua persamaan diatas, maka komposisi aliran yang diperoleh: L„ = 574.6 kg larutan di aliran alir-bawah V1 = 645.4 kg larutan di aliran alir-atas

Mencari jumlah tahapan yang diperlukan Plot grafik dari perhitungan di atas adalah sebagai berikut:









#

 )

)



)

)

) 

)

) 

)

)

)

)

)

)

)"

)"

)*

)*

)#

)#

)(

)(

"#

$ 







dari grafik di atas, di dapat bahwa jumlah tahapan yang diperlukan 6,5 buah