TUGAS EKSTRAKSI DAN LEACHING ‘LEACHING IN FINE SOLID’ Dosen : Lia Cundari ST, MT
DISUSUN OLEH : Lola Rethiana
(03081003075)
Yudi Saputra
(03081003085)
Angga Rizki Yanto
(03091003001)
Ester Maryani
(03091003003)
Siti Rahmaini
(03091003005)
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS SRIWIJAYA INDRALAYA 2012
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas karunia dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas untuk memenuhi mata kuliah “Ekstraksi dan Leaching” dalam kurikulum pendidikan di Jurusan Teknik Kimia UNSRI. Dalam hal ini penulis berusaha semaksimal mungkin untuk menyelesaikan tugas ini walaupun terdapat keterbatasan pengetahuan dan kemampuan. Untuk itu, perkenankanlah penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada ibu Lia Cundari ST, MT selaku dosen pengasuh mata kuliah Ekstraksi dan Leachin serta semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas ini. Penulis mengharapkan semoga laporan penelitian ini bermanfaat bagi kita semua.
Palembang, April 2012
Penulis
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ..................................................................................
ii
DAFTAR ISI ………………………………………………………………
iii
BAB I. PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang……………………………………………….. 1.2.Tujuan ………………………………………………………... 1.3.Manfaat ……………………………………………………….
1 2 2
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Leaching in fine solid ..............................................................
3
BAB III. PENUTUP 3.1. Kesimpulan ………………………………………………….. 3.2. Saran ………………………………………………………….
DAFTAR PUSTAKA
9 9
BAB I PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG Leaching adalah suatu metode yang tepat untuk memisahkan padatan campuran yang terkontak dengan pelarut cair. Unit operasi ini adalah salah satu diantara unit operasi tertua dalam industri teknik kimia, yang sekarang mempunyai beberapa nama, tergantung dari teknik yang digunakan. Proses ini dilakukan bisa untuk mendapatkan bagian yang mudah terlarut karena lebih berharga dari padatannya, misalnya pada bahan tambang, minyak nabati dan lain-lain, ataupun untuk menghilangkan bahan kontaminan yang mudah terlarut dari padatan yang lebih berharga, misalnya pigmen dari kontaminan kimiawi yang bisa atau mudah dilarutkan. Jika solute tersebar merata dalam padatan, maka yang lebih dekat dengan permukaan akan lebih dulu terlarut meninggalkan sisa padatan yang lebih berpori jadinya (rafinat). Pelarut selanjutnya akan menembus lapisan terluar sebelum mencapai solute berikutnya, dan selanjutnya proses akan meningkat tingkat kesulitan ekstraksinya Karena kandungan solute dari sebelumnya atau laju ekstraksi akan menurun. Secara umum proses dapat diasumsikan dalam tiga bagian. Pertama, perubahan fasa dari solute selagi terlarut ke dalam pelarut. Kedua, difusi dari solute melalui pelarut dalam pori-pori padatan keluar dari partikel tersebut. Ketiga, perpindahan dari solute dari larutan atau pelarut dalam kontak dengan partikel ke larutan utama keseluruhan. Proses ekstraksi padat-cair yang sangat dipengaruhi oleh temperatur pelarut. Suhu pelarut (air) di atas suhu kamar dimana pelarut (air) merupakan hasil dari kondensasi larutan NaOH dalam labu utama sehingga nilai fraksi massa NaOH dalam pelarut selalu nol dan proses ekstraksi padat-cair dapat berlangsung secara optimal. Selain itu luas area kontak antara padatan (arang) dengan pelarut (air) dan pemilihan pelarut sendiri pun berpengaruh.
1.2. TUJUAN Tujuan penyusunan dibuatnya makalah untuk mengetahui proses leaching in fine solid
1.3. MANFAAT Dapat memperoleh informasi dan pengetahuan tentang proses leaching serta metode-metode penyaringan yang dapat dilakukan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Leaching In Fine Solid Leaching adalah suatu proses pemisahan dari bahan padat maupun cair dengan bantuan pelarut. Pelarut yang digunakan harus dapat mengekstrak substansi yang diinginkan tanpa melarutkan material lainnya. Ekstraksi padat cair atau leaching adalah transfer difusi komponen terlarut dari padatan inert ke dalam pelarutnya. Proses ini merupakan proses yang bersifat fisik karena komponen terlarut kemudian dikembalikan lagi ke keadaan semula tanpa mengalami perubahan kimiawi. Ekstraksi dari bahan padat dapat dilakukan jika bahan yang diinginkan dapat
larut
dalam
solven
menyebabkan laju perkolasi
menjadi
pengekstraksi.
Padatan halus
lambat, pemisahan
padatan
dapat menjadi
sulit, dan memungkinkan kualitas yang buruk dari produk padat. Dasar ukuran partikel optimal dibentuk oleh karakteristik ini. Ekstraksi berkelanjutan diperlukan apabila padatan hanya sedikit larut dalam pelarut. Namun sering juga digunakan pada padatan yang larut karena efektivitasnya. (Lucas, Howard J, David Pressman. Principles and Practice In Organic Chemistry) Ekstrak adalah produk yang biasanya berbentuk pekat yang diperoleh dengan mengektraksi zat aktif dari simplisia nabati atau simplisia hewani menggunakan pelarut yang sesuai, kemudian semua atau hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian rupa hingga memenuhi standar baku yang ditetapkan. Proses ekstraksi bahan atau bahan obat alami dapat dilakukan berdasarkan teori tentang penyaringan. Penyaringan merupakan peristiwa pemindahan massa. Zat aktif yang semula berada di dalam sel, ditarik oleh cairan penyari sehingga terjadi larutan zat aktif dalam cairan penyari tersebut. Ada tiga macam metode penyaringan yang dapat digunakan, yaitu :
1. Maserasi 2. Perkolasi 3. Ekstraksi dengan menggunakan Soxhlet 4. Ekstraksi dengan menggunakan gas superkritis Maserasi digunakan untuk penyaringan simplisia yang mengandung zat aktif yang mudah larut dalam cairan penyari, tidak mengandung benzoin, stirak, dan bahan sejenis yang mudah mengembang. Cairan penyari yang Bila cairan penyari digunakan air maka untuk mencegah timbulnya kapang, dapat ditambahkan bahan pengawet yang diberikan pada awal penyarian. Metode maserasi digunakan untuk menyari simplisia yang mengandung komponen kimia yang mudah larut dalam cairan penyaring, tidak mengandung benzoin, stirak dan lilin. Keuntungan cara penyaringan dengan maserasi adalah cara pengerjaan yang digunakan sederhana dan mudah diusahakan. Sedangkan digunakan dapat berupa air, etanol, air-etanol, atau pelarut lain. kerugiannya adalah pengerjaannya lama dan penyaringannya kurang sempurna. Simplisia adalah bahan alamiah yang dipergunakan sebagai obat yang belum mengalami pengolahan apa pun juga dan kecuali dinyatakan lain, berupa bahanyang dikeringkan. Simplisia dibedakan menjadi simplisia nabati, simplisia hewanidan simplisia pelikan (mineral). Simplisia nabati adalah simplisia yang berupa tumbuhan utuh, bagian tumbuhan atau eksudat tumbuhan. Simplisia sebagai produk hasil pertanian atau pengumpulan tumbuhan liar (wild crop) Variabel tersebut jugadapat dikompensasi dengan penambahan/pengurangan bahan setelah sedikit prosedur analisis kimia dan sentuhan inovasi teknologi farmasi lanjutan sehingga tidak berdampak banyak pada khasiat produksi. Usaha untuk menjaga variabel tersebutdianggap sebagai usaha untuk menjaga mutu simplisia Maserasi dapat dimodifikasi menjadi beberapa metode yaitu : 1. Digesti Digesti adalah cara maserasi dengan menggunakan pemanasan lemah, yaitu pada suhu 40-50oC. Cara maserasi ini hanya dapat dilakukan untuk simplisia yang zat aktifnya tahan terhadap pemanasan.
2. Maserasi dengan mesin pengaduk Penggunaan mesin pengaduk berputar terus-menerus waktu proses maserasi dapat dipersingkat 6-24 jam. 3. Remaserasi Cairan dalam penyaringan
dibagi 2 seluruh serbuk simplisia dimaserasi
dengan cairan penyari pertama, sesudah dienap-tuangkan dan diperas, ampas dimaserasi lagi dengan cairan penyari yang kedua. 4. Maserasi melingkar Maserasi dapat diperbaiki dengan mengusahakan agar cairan penyari selalu bergerak dan menyebar. Dengan cara ini penyari selalu mengalir kembali secara berkesinambungan melalui serbuk simplisia dan melarutkan zat aktifnya. Hal-hal yang sangat mempengaruhi lama waktu proses ekstraksi antara lain: 1. Kapasitas produk mesin 2. Jenis bahan baku herbal 3. Kandungan zat aktif bahan herbal 4. Pelarut yang dipakai yang sesuai dengan kandungan zat aktif Hasil akhir yang diperoleh pada proses ekstraksi adalah: ekstrak kental / liquid kental yang mengandung sari / kandungan dari bahan baku tanaman tanpa adanya ampas tanaman. Hasil ekstrak / liquid kental di atas dapat dilanjutkan ke proses lebih lanjut, seperti berikut ini : 1. Dibuat ekstrak powder / kapsul ekstrak 2. Ekstrak granul instant 3. Ekstrak powder instant untuk minuman 4. Kaplet ekstrak Prinsip maserasi penyarian zat aktif yang dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari yang sesuai selama tiga hari pada temperatur kamar, terlindung dari cahaya, cairan penyari akan masuk ke dalam sel melewati dinding sel. Isi sel akan larut karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan di dalam sel dengan di luar sel. Larutan yang
konsentrasinya tinggi akan terdesak keluar dan diganti oleh cairan penyari dengan konsentrasi rendah ( proses difusi ). Peristiwa tersebut berulang sampai terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar sel dan di dalam sel. Selama proses maserasi dilakukan pengadukan dan penggantian cairan penyari setiap hari. Endapan yang diperoleh dipisahkan dan filtratnya dipekatkan. Maserasi merupakan cara penyarian sederhana yang dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari selama beberapa hari pada temperatur kamar dan terlindung dari cahaya. Padatan biasanya dihancurkan menjadi potongan-potongan kecil sebelum dikontakkan dengan pelarut, ada tiga faktor penting yang membantu dalam proses leaching, yaitu: suhu, waktu kontak / daerah, dan pemilihan pelarut. Suhu disesuaikan untuk mengoptimalkan kelarutan dan transfer massa. Kontak antara liquid dan solid sangat penting untuk berlangsungnya proses leaching disini, dan memaksimalkan bidang kontak per satuan volume mengurangi ukuran peralatan. Pemilihan pelarut memainkan peran penting dalam kelarutan serta langkah-langkah pemisahan yang mengikuti pencucian. Hampir semua peralatan pencucian mempekerjakan beberapa jenis agitasi untuk membantu dalam perpindahan massa dan untuk menjamin pencampuran yang tepat. Sehingga dapat kita simpulkan dalam leaching pada padatan serbuk ini bertujuan untuk mengubah senyawa sedikit larut menjadi senyawa yang sangat larut (sulfida menjadi sulfat, oksida oksida lebih tinggi ke rendah). Penghilangan tersebut di kombinasikan dengan leaching misalnya, selama pencucian oksidasi bijih sulfida dan konsentrat dalam autoklaf. Leaching
dilakukan dengan
mengagitasi bahan padat halus dengan pelarut cair dalam kontak dengan pereaksi gas seperti udara (untuk pencucian emas dan bijih uranium dan sulfida konsentrat), reagen cair meresap melalui lapisan bergerak dari padat (pencucian tembaga dari bijih teroksidasi dan aluminat dari bauksit berlapis). Jenis-jenis leaching tergantung pada sifat kimia dan konsentrasi pelarut, struktur dan sifat fisika kimia yang solid, dan kelarutan senyawa dari substansi tercuci di bawah kondisi yang diberikan. Kecepatan leaching tergantung pada
batasan padat cair tertentu, misalnya pada ukuran partikel padat, perbedaan konsentrasi dari pelarut, dan reagen kimia pada permukaan padat dari dalam volume, serta viskositas pelarut, nilai koefisien difusi, intensitas agitasi, penurunan lapisan difusi dari peningkatan kecepatan larutan reagen gas, suhu (kenaikan suhu dari konstanta kecepatan reaksi dan difusi), tekanan parsial reagen gas seperti oksigen, sulfur dioksida dan lain sebagainya. Paling sering pencucian sebagai proses heterogen terjadi pada kisaran difusi, meskipun kondisi difusikinetik kinetik atau campuran yang mungkin. Leaching
pada
dasanya
mengacu
untuk
menapis
cairan
dan
memisahkannya dari padatan. Lixiviation mempunyai cara yang berbeda dengan leaching walaupun hamper sama, tetapi proses ini lebih spesifik kepada leaching sebuah alkali dengan kayu arang (Treyball, 1981). Operasi leaching dapat dilakukan secara batch ataupun semibatch (unsteady-state). yang hasilnya akan sama baik dengan kondisi kontinu (steadystate). Dalam beberapa kategori, kedua tipe stage wise dan kontak kontinu dapat dilakukan. Dua teknik penanganan yang dapat dilakukan yaitu penyemprotan dan penyiraman liquid ke solid dan mencelupkan padatan secara sempurna ke dalam cairan. Pemilihan penggunaan yang digunakan dalam beberapa kasus disesuaikan dengan keadaan fisika dari padatan dan kesulitan-kesulitan serta biaya (Treyball, 198). Untuk mengambil solid dengan baik, banyak sekali treatment yang tersedia, baik filtered dan leached dilakukan dengan filter press dengan mengalirkan pelarut (solvent) dan melemparkan fresh cake. Lanjutan dari penyingkiran solvent pada filter press atau fixed bed yang terlalu pelanakan menghasilkan leaching yang tidak sempurna, yang bisa dihindari dengan menggunakan vessel leaching. Pada beberapa kasus, vessel silinder diatur secara vertical dan dipasang pengaduk power driven atau stirrers pada sayap vertical dengan pengaduk dan stirrer yang dipasang horizontal. Maka dapat digunakan secara single, tetapi untuk beberapa kasus disusun secara countercurrent. Dalam menentukan neraca bahan (massa) terbagi atas dua bagian yaitu: 1. Sistem bertahap tunggal.
Dengan metoda ini, pengontakkan antara padatan dan pelarut dilakukan sekaligus dan kemudian disusul dengan pemisahan larutan dari padatan sisa. Cara ini jarang ditemui dalam operasi industri,karena perolehan solute yang rendah. 2. Sistem bertahap banyak dengan aliran berlawanan 3. Dalam sistem ini aliran bawah dan atas mengalir secara berlawanan. Operasi ini 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), di mana terjadi pencampuran antara pelarut ”baru” dan padatan yang berasal dari tahap ke-n (n-1). Dapat dimengerti bahwa sistem ini memungkinkan didapatkannya perolehan solute yang tinggi, sehingga bayak digunakan dalam industri. Interaksi diantara komponen terlarut dari padatan ini sangat berpengaruh pada proses ekstraksi. Pada proses ekstraksi ini, komponen terlarut yang terperangkap di dalam padatan, bergerak melalui pori-pori padatan. Zat terlarut berdifusi keluar permukaan partikel padatan dan bergerak ke lapisan film sekitar padatan, selanjutnya ke larutan. Kelemahan proses ini antara lain adalah : a. Adanya sedikit pelarut yang tertinggal dalam produk. Untuk produk-produk tertentu, terutama bahan makanan, adanya sedikit pelarut tersisa tersebut perlu dihindari. Usaha-usaha penghilangan pelarut dalam produk merupakan masalah pemisahan yang perlu dipelajari lebih lanjut. b. Memerlukan suhu tinggi karena daya larut akan naik dengan naiknya suhu. Suhu tinggi ini sering menimbulkan kerusakan bahan, sehingga kualitas produk turun. c. Selektivitas pelarut tidak sempurna sehingga ada komponen lain yang ikut terambil dalam ekstrak. Misalnya pada ekstraksi minyak atsiri dari bungabungaan, diperoleh produk yang disebut concrete, yang masih perlu dimurnikan lagi. Namun, proses leaching juga memiliki keunggulan yaitu harga alat pemroses yang lebih murah serta peralatannya mudah digunakan
BAB III PENUTUP
3.1. Kesimpulan 1. Leaching adalah pelarutan satu atau lebih komponen padat atau cair dari campuran padatan dengan cara mengkontakkannya dengan pelarut cair 2. Leaching pada padatan serbuk bertujuan untuk mengubah senyawa sedikit larut menjadi senyawa yang sangat larut 3. Padatan halus dapat menyebabkan laju perkolasi menjadi lambat, pemisahan menjadi sulit, dan memungkinkan kualitas yang buruk dari produk padat. Dasar ukuran partikel optimal dibentuk oleh karakteristik ini 4. Ekstraksi dari bahan padat dapat dilakukan jika bahan yang diinginkan dapat larut dalam solven pengekstraksi. Ekstraksi berkelanjutan diperlukan apabila padatan hanya sedikit larut dalam pelarut 5. Padatan biasanya dihancurkan menjadi potongan-potongan kecil sebelum dikontakkan dengan pelarut, ada tiga faktor penting yang membantu dalam proses leaching, yaitu: suhu, waktu kontak / daerah, dan pemilihan pelarut 6. Ada beberapa macam metode penyaringan yang dapat digunakan, yaitu: Maserasi, Perkolasi, Ekstraksi dengan menggunakan Soxhlet, dan Ekstraksi dengan menggunakan gas superkritis
3.2. Saran Sebaiknya kita harus mengetahui prinsip dari proses leaching terlebih dahulu sehingga kita dapat memahami metode yang dapat dilakukan pada proses tersebut. Kita juga harus mengetahui hal-hal apa saja yang mempengaruhinya.
DAFTAR PUSTAKA
http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Leaching http://www.cheresources.com/content/articles/separation-technology/basics-ofleaching http://www.scribd.com/doc/47231340/simplisia mass transfer operations, treyball coulson ricardson, chemical engineering volume 2
