BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Latar Belakan Belakang g
Dala Da lam m teknik kimia kimia dan bidang-bida bidang-bidang ng terkait, terkait, unit operasi adalah suatu tahapan dasar dalam suatu proses proses.. Unit operasi tidak hanya mengubah suatu zat seperti reaksi di dalam reaktor kimia namun juga terjadi perubahan fisik maupun fasa seperti seperti pemisaha pemisahan, n, kristalisa kristalisasi, si, peng penguapa uapan, n, filtrasi filtrasi dan beberapa beberapa contoh contoh lainny lainnya. a. Sebag Sebagai ai con contoh toh dalam dalam pemros pemrosesa esann susu, susu, homogenisasi homogenisasi,, pasteurisasi pasteurisasi,, pendinginan,, dan pengemasan pendinginan dan pengemasan,, masing-masing merupakan suatu unit operasi yang berhubungan untuk menghasilkan keseluruhan proses. Suatu proses dapat terdiri dari banyak unit operasi untuk mendapatkan produk yang diinginkan. Pada awalnya, industri kimia dianggap kimia dianggap sebagai proses industri yang berbeda dengan prinsip-prinsip yang berbeda pula. Pada tahun !"# !"#,, $illiam %. $alker , $arren &. 'ewis 'ewis da dan $illiam %. (c)dams menu menulis lis buku buku The Principles of Chemical Chemical Engineerin Engineering g
menjelask menjelaskan an bahw bahwaa berbagai berbagai industri industri kimia mengikuti mengikuti
hukumhuk um-huk hukum um fisika fisika yang yang sama. sama. (ereka (ereka menyim menyimpul pulkan kan proses proses-pr -prose osess yang yang serupa ini ke dalam unit operasi. Setiap unit operasi mengikuti hukum fisika yang sama dan dapat digunakan pada semua industri kimia. Unit operasi menjadi prinsip dasar dalam bidang teknik kimia. Unit operasi dalam teknik kimia secara garis besar dapat dibagi dalam lima kelas* .
Proses ali aliran ran flu fluida ida,, termas termasuk uk perpindahan fluida fluida,, filtrasi filtrasi,, fluidisasi padatan,, dll. padatan
".
Proses perpindahan panas panas,, termasuk e+aporasi e+aporasi,, kondensasi kondensasi,, dll.
#.
Proses perpindahan massa massa,, term termas asuk uk abso absorpsi rpsi gas gas,, distilasi distilasi,, ekstraksi ekstraksi,, adsorpsi,, pengeringan adsorpsi pengeringan,, dll.
.
Proses termodinamis termodinamis,, termasuk pencairan termasuk pencairan gas, gas, refrigerasi refrigerasi,, dll.
.
screening / Proses mekanis mekanis,, term termas asuk uk transportasi padatan, padatan , pencadaran screening sieving /, dan pengayaka dan pengayakann sieving /, dll
Unit-unit operasi juga dapat dikelompokkan menjadi* .
&ombinasi misalnya pencampuran pencampuran//
".
Pemisahan misalnya distilasi distilasi//
#.
0eaksi misalnya reaksi kimia/ kimia/ Unit operasi dan unit proses teknik proses teknik kimia membentuk dasar utama untuk segala jenis industri kimia dan merupakan dasar perancangan pabrik kimia serta alatalat yang digunakannya. digunakannya.
.
screening / Proses mekanis mekanis,, term termas asuk uk transportasi padatan, padatan , pencadaran screening sieving /, dan pengayaka dan pengayakann sieving /, dll
Unit-unit operasi juga dapat dikelompokkan menjadi* .
&ombinasi misalnya pencampuran pencampuran//
".
Pemisahan misalnya distilasi distilasi//
#.
0eaksi misalnya reaksi kimia/ kimia/ Unit operasi dan unit proses teknik proses teknik kimia membentuk dasar utama untuk segala jenis industri kimia dan merupakan dasar perancangan pabrik kimia serta alatalat yang digunakannya. digunakannya.
1ambar . Diagram unit operasi ekstraksi bijih dari tahun !22-an BAB II PEMBAHASAN
2.1
Evaporator
2.1.1
Pengertian
Proses e+aporasi telah dikenal sejak dahulu, yaitu untuk membuat garam deng dengan an cara cara meng mengua uapk pkan an air air deng dengan an bant bantua uann ener energi gi mata mataha hari ri dan dan angi angin. n. 3+ap 3+apora orasi si adal adalah ah sala salahh satu satu kaed kaedah ah utam utamaa dala dalam m indu indust stri ri
kimi kimiaa untu untuk k
memekatkan larutan yang encer. Pengertian umum dari e+aporasi ini adalah menghilangkan air dari larutan dengan mendidihkan larutan di dalam tabung yang sesuai yang disebut e+aporator. 3+aporasi bertujuan untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap. Sedangkan e+aporator adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap. )da beberapa macam-macam dari e+aporator, sesuai dengan tujuan penggunaannya dan bentuknya pun berbeda-beda. %al tersebut disebabkan karena tergatung dari jumlah atau +olume zat cair yang ingin diuapkan, bisa juga tergantung pada kepekatan zat cair tersebut. 3+aporator mempunyai dua prinsip dasar yaitu untuk menukar panas dan untuk memisahkan uap yang terbentuk dari cairan. 2.1.2
Prinsip Kera Evaporator
Pemekatan larutan didasarkan pada perbedaan titik didih yang sangat besar
antara zat-zatnya. 4itik didih cairan murni dipengaruhi oleh tekanan. Dijalankan pada suhu yang lebih rendah dari titik didih normal. 4itik didih cairan yang mengandung zat tidak mudah menguap misalnya*
gula/ akan tergantung tekanan dan kadar zat tersebut. 5eda titik didih larutan dan titik didih cairan murni disebut &enaikan titik
didih. %arus dipanaskan ke suhu yang lebih tinggi yang ada diefek awal. 2.1.! "enis # enis uta$a Evaporator
6enis - jenis utama 3+aporator diantaranya adalah * . 3+aporator 3fek 4unggal single effect/ 3+aporator efek tunggal single effect/ adalah bahwa produk hanya melalui satu buah ruang penguapan dan panas diberikan oleh satu luas permukaan pindah panas.
%a$&ar 2.1 3+aporator
". 3+aporator 3fek 1anda Di dalam proses penguapan bahan dapat digunakan dua, tiga, empat atau lebih dalam sekali proses, inilah yang disebut dengan e+aporator efek majemuk. Penggunaan e+aporator efek majemuk berprinsip pada penggunaan uap yang dihasilkan dari e+aporator sebelumnya. 4ujuan penggunaan e+aporator efek majemuk adalah untuk menghemat panas secara keseluruhan, hingga akhirnya dapat mengurangi ongkos produksi. &euntungan e+aporator efek majemuk adalah merupakan penghematan yaitu dengan menggunakan uap yang dihasilkan dari alat penguapan untuk memberikan panas pada alat penguapan lain dan dengan memadatkan kembali uap tersebut. )pabila dibandingkan antara alat penguapan n-efek, kebutuhan uap diperkirakan 7n kali, dan permukaan pindah panas berukuran n-kali dari pada yang dibutuhkan untuk alat penguapan berefek tunggal, untuk pekerjaan yang sama. Salah satu 8ontoh e+aporator efek ganda berdasarkan umpannya adalah *
Efek Steam ke 1 Steam trap
Umpan
Efek ke 2
ke kondensor dan system vakum Efek ke 3 Produk
pengatus
%a$&ar 2.2 3+aporator ganda umpan maju
2.1.'
(ipe#(ipe Evaporator
6enis 9 jenis utama e+aporator tabung dengan pemasukan uap adalah * . 3+aporator 9 +ertical tabung panjang, terbagi # * a. )liran ke atas film-panjat/ 3+aporator tabung panjang sangat efektif untuk memekatkan zat cair yang kecendrungan membentuk busa. b. )liran ke bawah film-jatuh/ Pemekatan bahan-bahan yang peka terhadap panas, mengharuskan waktu kontak yang singkat sekali dengan permukaanpanas. %al ini dapat dicapai dengan menggunakan e+aporator ini, dimana zat cair akan masuk dari atas, lalu mengalir ke bawah didalam tabung panas itu dalam bentuk film, kemudian keluar dari bawah. 4abungnya memiliki diameter "-2 inch. Uap yang keluar dari zat cair itu biasanya terbawa turun bersama zat cair, dan keluar dari bagian bawah itu. c. Sirkulasi paksa Pada e+aporator ini, zat cair akan masuk kedalam tabung dengan kecepatan - ft7det. &ecepatan linearnya bertambah dengan cepat dengan terbentuknya uap didalam tabung sehingga laju perpindahannya memuaskan.
". 3+aporator film 9 aduk 5anyak digunakan untuk menangani bahan +iskos yang peka panas, berlumpur bahkan kering seperti gelatin, lateks karet, antibiotika dan sari buah yang merupakan modifikasi daripada e+aporator film jatuh yang mempunyai tabung tunggal bermantel, di mana di dalam tabung itu terdapat sebuah pengaduk. Umpan
masuk dari puncak bagian bermantel dan disebarkan menjadi film tipis yang sangat turbulen dengan bantuan daun-daun +ertikal agitator pengaduk/ itu, dalam separator, zat cair yang terbawa ikut dilemparkan ke arah luar oleh daun-daun agitator, sehingga menumbuk plat-plat +ertikal yang stasioner. 4etesan-tetesan itu bergabung koalesensi/ pada plat ini dan kembali ke bagian e+aporasi. Uap bebas zat cair itu lalu keluar melalui lubang ke luar pada bagian atas unit itu. 2.2
Destilasi
2.2.1
Pengertian
Destilasi adalah suatu proses pemisahan yang sangat penting dalam berbagai industri kimia. :perasi ini bekerja untuk memisahkan suatu campuran menjadi komponen-komponennya berdasarkan perbedaan titik didih. Destilasi ini selalu digunakan untuk memisahkan minyak bumi menjadi fraksi-fraksinya, memisahkan suatu produk kimia dari pengotornya, dan sangat diperlukan dalam industri obat-obatan. (etode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. 2.2.2
"enis ) enis Destilasi
)da jenis distilasi diantaranya adalah * . Distilasi Sederhana Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat +olatil. 6ika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan ke+olatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Distilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. )plikasi distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol. ". Destilasi ;raksionisasi ;ungsi destilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-komponen cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Distilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang
dari "2 <8 dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. )plikasi dari distilasi jenis ini digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam minyak mentah. Perbedaan destilasi fraksionasi dan distilasi sederhana adalah adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap platnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari plat-plat di bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak +olatil cairannya. (inyak mentah crude oil/ sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh alkana/. )dapun hidrokarbon tak jenuh alkena, alkuna dan alkadiena/ sangat sedikit dkandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana.
%a$&ar 2.! Destilasi ;raksionasi
:leh karena minyak bumi berasl dari fosil organisme, mak minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang 2, sampai =>/, nitrogen 2,2 sampai 2,!>/, oksigen 2,?-2,>/ dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. (inyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi penyulingan/. #. Destilasi Uap
Destilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai "22 <8 atau lebih. Destilasi uap dapat menguapkan senyawasenyawa ini dengan suhu mendekati 22 <8 dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Sifat yang fundamental dari distilasi uap adalah dapat mendistilasi campuran senyawa di bawah titik didih dari masingmasing senyawa campurannya. Selain itu distilasi uap dapat digunakan untuk campuran yang tidak larut dalam air di semua temperatur, tapi dapat didistilasi dengan air. )plikasi dari distilasi uap adalah untuk mengekstrak beberapa produk alam seperti minyak eucalyptus dari eucalyptus, minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan untuk ekstraksi minyak parfum dari tumbuhan. 8ampuran dipanaskan melalui uap air yang dialirkan ke dalam campuran dan mungkin ditambah juga dengan pemanasan. Uap dari campuran akan naik ke atas menuju ke kondensor dan akhirnya masuk ke labu distilat. . Destilasi @akum Destilasi +akum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 2 <8. (etode distilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen yang menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan digunakan pompa +akum atau aspirator. )spirator berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini.
2.2.!
*ara kera +estilasi
Destilasi merupakan suatu perubahan cairan menjadi uap dan uap tersebut didinginkan kembali menjadi cairan. Unit operasi destilasi merupakan metode yang digunakan untuk memisahkan komponen-komponennya yang terdapat dalam salah satu larutan atau campuran dan bergantung pada distribusi komponen-
komponen tersebu antara fasa uap dan fasa air. Syarat utama dalam operasi pemisahan komponen-komponen dengan cara destilasi adalai komposisi uap harus berbeda dengan komposisi cairan dengan terjadi keseimbangan larutan-larutan, dengan komponen-komponennya cukup dapat menguap. 2.!
A&sorpsi
2.!.1
Pengertian
)bsorpsi adalah suatu proses pemisahan suatu komponen fluida dari campurannya dengan menggunakan sol+en atau fluida lain. )bsorpsi dapat dilakukan pada fluida yang relatif berkonsentrasi rendah maupun yang bersifat konsentrat. Prinsip operasi ini adalah memanfaatkan besarnya difusi+itas molekulmolekul gas pada larutan tertentu. Dengan demikian bahan yang memiliki koefisien partisi hukum %enry rendah sangat disukai dalam operasi ini. Peristiwa absorpsi adalah salah satu peristiwa perpindahan massa yang besar peranannya dalam proses industri. :perasi ini dikendalikan oleh laju difusi dan kontak antara dua fasa. :perasi ini dapat terjadi secara fisika maupun kimia. 8ontoh dari absorpsi fisika antara lain sistem amonia-udara-air dan aseton-udaraair. Sedangkan contoh dari absorpsi kimia adalah A:B-udara-air, dimana A:B akan bereaksi dengan air membentuk %A:#. Peralatan yang digunakan dalam operasi absorpsi mirip dengan yang digunakan dalam operasi distilasi. Aamun demikian terdapat beberapa perbedaan menonjol pada kedua operasi tersebut, yaitu sebagai berikut* •
Umpan pada absorpsi masuk dari bagian bawah kolom, sedangkan
•
pada distilasi umpan masuk dari bagian tengah kolom. Pada absorpsi cairan sol+en masuk dari bagian atas kolom di bawah titik didih, sedangkan pada distilasi cairan sol+en masuk
•
bersama-sama dari bagian tengah kolom. Pada absorpsi difusi dari gas ke cairan bersifat irre+ersible, sedangkan pada distilasi difusi yang terjadi adalah eCuimolar
•
counter diffusion. 0asio laju alir cair terhadap gas pada absorpsi lebih besar dibandingkan pada distilasi.
2.!.2
A&sor&en
)bsorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan diabsorpsi pada permukaannya, baik secara fisik maupun secara reaksi kimia. )bsorben sering juga disebut sebagai cairan pencuci. Persyaratan absorben * •
• • • • • •
(emiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang sebesar mungkin kebutuhan akan cairan lebih sedikit, +olume alat lebih kecil/. Selektif (emiliki tekanan uap yang rendah 4idak korosif. (empunyai +iskositas yang rendah Stabil secara termis. (urah 6enis-jenis bahan yang dapat digunakan sebagai absorben adalah air untuk
gas-gas yang dapat larut, atau untuk pemisahan partikel debu dan tetesan cairan/, natrium hidroksida untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti asam/ dan asam sulfat untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti basa/. 2.!.!
Kolo$ A&sorpsi
)dalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya proses pengabsorbsi penyerapan7penggumpalan/ dari zat yang dilewatkan di kolom7tabung tersebut. Proses ini dilakukan dengan melewatkan zat yang terkontaminasi oleh komponen lain dan zat tersebut dilewatkan ke kolom ini dimana terdapat fase cair dari komponen tersebut.
%a$&ar 2.' &olom )bsorpsi
Prinsip Kerja Kolom Absorbsi
&olom absorbsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda fase mengalir berlawanan arah yang dapat menyebabkan komponen kimia ditransfer dari satu fase cairan ke fase lainnya, terjadi hampir pada setiap reaktor kimia. Proses ini dapat berupa absorpsi gas, destilasi,pelarutan yang terjadi pada semua reaksi kimia. 8ampuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan kebawah menara absorber. Didalam absorber terjadi kontak antar dua fasa yaitu fasa gas dan fasa cair mengakibatkan perpindahan massa difusional dalam umpan gas dari bawah menara ke dalam pelarut air sprayer yang diumpankan dari bagian atas menara. Peristiwa absorbsi ini terjadi pada sebuah kolom yang berisi packing dengan dua tingkat. &eluaran dari absorber pada tingkat mengandung larutan dari gas yang dimasukkan tadi. 2.'
A+sorpsi
2.'.1
pengertian
Secara umum adsorpsi dapat diartikan sebagai peristiwa fisika pada permukaan suatu bahan, yang tergantung dari spesifikasi antara adsorbent dengan zat yang diserap adsorbat/. Definisi lain menyatakan adsorpsi sebagai suatu peristiwa penyerapan pada lapisan permukaan atau antar fasa, dimana molekul dari suatu materi terkumpul pada bahan pengadsorpsi atau adsorben.
%a$&ar 2., &arakteristik )dsorpsi 2.'.2
"enis ) enis A+sorpsi
. )dsorpsi fisika 5erhubungan dengan gaya @an der $aals. )pabila daya tarik menarik antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar dari daya tarik menarik antara zat terlarut dengan pelarutnya, maka zat yang terlarut akan diadsorpsi pada permukaan adsorben. )dsorpsi ini mirip dengan proses kondensasi dan biasanya terjadi pada temperatur rendah pada proses ini gaya yang menahan molekul fluida pada permukaan solid relatif lemah, dan besarnya sama dengan gaya kohesi molekul pada fase cair gaya +an der waals/ mempunyai derajat yang sama dengan panas kondensasi dari gas menjadi cair, yaitu sekitar ".!-".! kg7mol. &eseimbangan antara permukaan solid dengan molekul fluida biasanya cepat tercapai dan bersifat re+ersibel. ".
)dsorpsi &imia Eaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dengan zat terlarut yang teradsorpsi. )dsorpsi ini bersifat spesifik dan melibatkan gaya yang jauh lebih besar daripada )dsorpsi fisika. Panas yang dilibatkan adalah sama dengan panas reaksi kimia. (enurut 'angmuir, molekul teradsorpsi ditahan pada permukaan oleh gaya +alensi yang tipenya sama dengan yang terjadi antara atom-atom dalam
molekul. &arena adanya ikatan kimia maka pada permukaan adsorbent akan terbentuk suatu lapisan atau layer, dimana terbentuknya lapisan tersebut akan menghambat proses penyerapan selanjutnya oleh batuan adsorbent sehingga efektifitasnya berkurang. 2.'.!
"enis ) enis A+sor&en
)dsorben ialah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain baik cairan maupun gas/ pada proses adsorpsi. Umumnya adsorben bersifat spesifik, hanya menyerap zat tertentu. a. Karbon aktif/ arang aktif/ norit
)rang aktif adalah bahan berupa karbon bebas yang masing-masing berikatan secara ko+alen atau arang yang telah dibuat dan diolah secara khusus melalui proses aktifasi, sehingga pori-porinya terbuka dan dengan demikian mempunyai daya serap yang besar terhadap zat-zat lainnya, baik dalam fase cair maupun dalam fase gas. Dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat non polar. b. Gel Silika
(erupakan bahan yang terbuat dari add treatment dari larutan sodium silikat yang dikeringkan. 'uas permukaanya ?22-F22 m "7g dengan diameter pori antara "2-2G. 1el silika cocok digunakan untuk mengadsorpsi gas dehidrat dan untuk memisahkan hidrokarbon. c. Alumina Aktif
)lumina aktif cocok digunakan untuk mengadsorpsi gas kering dan 'iCuid. 'uas permukaannya "22-22 m "7g dan diameter porinya "2-2G.
2., Ekstraksi 2.,.1 Pengertian
3kstraksi adalah teknik pemisahan untuk mengeluarkan satu komponen campuran dari zat padat atau cair dengan bantuan pelarut. Seringkali campuran bahan padat dan cair misalnya bahan alami/ tidak dapat atau sukar sekali dipisahkan dengan metode pemisahan mekanis atau termis yang telah dibicarakan. (isalnya saja, karena komponennya saling bercampur secara sangat erat, peka terhadap panas, beda sifat-sifat fisiknya terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang terlalu rendah. 3kstraksi minyak atau lemak adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. )dapun ekstraksi minyak atau lemak itu bermacam-macam, yaitu rendering dry rendering dan wet rendering/, mechanical eBpression dan sol+ent eBtraction.
%a$&ar 2.- 4angki 3kstraktor
2.,.2 Klasiikasi Ekstraksi 1. Rendering
0endering merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak dengan kadar air yang tinggi. Pada semua cara rendering, penggunaan panas adalah sesuatu yang spesifik, yang bertujuan untuk menggumpalkan protein pada dinding sel bahan dan untuk memecahkan dinding sel tersebut sehingga mudah ditembus oleh minyak atau lemak yang terkandung didalamnya. (enurut pengerjaannya rendering dibagi dengan dua cara,yaitu * a. $et rendering $et rendering adalah proses rendering dengan penambahan sejumlah air selama berlangsungnya proses tersebut. 8ara ini dikerjakan pada ketel yang terbuka atau tertutup dengan menggunakan temperature yang tinggi serta tekanan 2 sampai ?2 pound tekanan uap 2-?2psi/. Peralatan yang digunakan adalah autocla+e atau digester. )ir dan bahan yang akan diekstraksi dimasukan kedalam digester dengan tekanan uap air sekitar 2 sampai ?2 pound selama -? jam. b. Dry rendering Dry rendering adalah proses rendering tanpa penambahan air selama proses berlangsung. Dry rendering dilakukan dalam ketel yang terbuka dan dilengkapi dengan steam jacket serta alat pengaduk agitator/. 5ahan yang diperkirakan mengandung minyak atau lemak dimasukkan kedalam ketel tanpa penambahan air. 5ahan tadi dipanaskan sambil diaduk. Pemanasan dilakukan pada suhu ""2<; sampai "#2<; 2<8-2<8/. )mpas bahan yang telah diambil minyaknya akan diendapkan pada dasar ketel. (inyak atau lemak yang dihasilkan dipisahkan dari ampas yang telah mengendap dan pengambilan minyak dilakukan dari bagian atas ketel. 3 Pengepresan Meani !mechanical e"pression#
Pengepresan mekanis merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak,terutama untuk bahan bahan yang berasal dari biji-bijian. 8ara ini dilakukan untuk memisahkan minyak dari bahan yang berkadar minyak tinggi #2-=2>/. Pada pengepresan mekanis ini diperlukan perlakuan pendahuluan sebelum minyak atau lemak dipisahkan dari bijinya. Perlakuan pendahuluan
tersebut mencakup pembuatan serpih, perajangan dan penggilingan serta tempering atau pemasakan. 3 .Estrasi $engan Pelar%t !&olvent e"traction#
Prinsip dari proses ini adalah ekstraksi dengan melarutkan minyak dalam pelarut minyak dan lemak. Pada cara ini dihasilkan bungkil dengan kadar minyak yang rendah yaitu sekitar persen atau lebih rendah,dan mutu minyak kasar yang dihasilkan cenderung menyerupai hasil dari eBpeller pressing, karena sebagian fraksi bukan minyak akan ikut terekstraksi. Pelarut minyak atau lemak yang biasa digunakan dalam proses ekstraksi dengan pelarut menguap adalah petroleum eter, gasoline carbon disulfide, karbon tetra klorida, benzene dan n-heksan. Perlu perhatikan bahwa jumlah pelarut menguap atau hilang tidak boleh lebih dari persen. 5ila lebih, seluruh system sol+ent eBtraction perlu diteliti lagi. 2.,.!
Penerapan Ektraksi +i In+ustri /
. 5ahan &imia 8ontoh * pengolahan air, pencucian asam basa ". 5ahan farmasi, untuk membuat antibiotik, +itamin, dan senyawa polar #. 5ahan makanan 8ontoh * )sam 'aktat dan ;la+our . 0efining, untuk oli dan aromatik 2.- 0iltrasi 2.-.1 Pengertian
;iltrasi adalah pemisahan bahan secara mekanis berdasarkan ukuran partikelnya yang berbeda-beda. ;iltrasi diterapkan untuk memisahkan bahan padat dari cairan atau gas, misalnya untuk mendapatkan suatu fraksi padat yang diinginkan atau untuk membuang fraksi padat yang tidak dikehendaki. Daya filtrasi jumlah cairan atau gas yang menerobos per satuan waktu/ dipengaruhi oleh* a. '%as Perm%aan (ilter
6umlah filtrat per satuan waktu berbanding langsung dengan luas permukaan media filter. Semakin besar luas media tersebut, semakin besar pula daya filtrasinya. b. )eda Teanan Antara Ked%a &isi Media (ilter
5eda tekanan adalah gaya pendorong setiap proses filtrasi. Secara teoritis, daya filtrasi sebanding dengan beda tekanan. 1aya pendorong dapat ditimbulkan oleh* •
tekanan hidrostatik
•
tekanan lebih filtrasi tekanan/
•
tekanan rendah filtrasi +akum/
•
gaya sentrifugal
•
Tahanan Media (ilter
(edia filter yang berpori memiliki banyak saluran kapiler, pori-pori/. 4ahanan media terhadap aliran yang menembusnya semakin kecil jika diameter kapiler semakin besar, yang berarti jumlah kapiler per satuan luas semakin sedikit. 4ahanan media juga semakin kecil jika kapiler semakin pendek. ni berarti bahwa semakin tipis dan kasar media filter itu, semakin besar daya filtrasinya. •
*isositas Cairan
Semakin kecil +iskositas cairan, semakin besar daya filtrasinya. @iskositas dapat dikurangi dengan meningkatkan suhu, namun sering mengakibatkan penggembungan s+elling / media filter, terjadinya proses korosi yang lebih cepat atau pelarutan kembali kristal-kristal. 2.-.2
Alat#alat 0iltrasi
a) Kriteria Pemilihan Alat
&riteria Pemilihan alat di pengaruhi oleh *
. ,enis Camp%ran- 8ampuran gas-padat memerlukan ruang filtrasi dan luas permukaan filter yang lebih besar daripada campuran cair-padat. %al ini disebabkan +olume gas lebih besar dari pada cairan. Disamping itu pada campuran gas-padat hanya mungkin digunakan beda tekanan yang kecil. ". ,%mlah )ahan ang 'olos $an Tertahan- Semakin besar jumlah campuran yang harus difiltrasi, semakin besar daya filtrasi yang diperlukan dan dengan demikian juga
semakin
besar
luas
permukaan
total
filter.
Ukuran pemanfaatan yang optimal dapat berupa luas permukaan filter yang sebesar mungkin dengan ruang filter yang sekecil mungkin. 3. Teanan (iltrasi !)eda Teanan#-
4ekanan filtrasi mempengaruhi jenis
konstruksi dan ukuran alat filtrasi /. ,enis 0perasi-
&onstruksi alat pada dasarnya berbeda untuk operasi yang
kontinu atau yang tidak kontinu. . Penc%cian-
5ila kue filter harus dicuci , diperlukan tambahan perlengkapan
untuk mencuci. 4ergantung pada jenis cairan pencuci yang digunakan, yaitu apakah mengandung air, mudah terbakar atau beracun, maka alat filtrasi harus dikonstruksi dengan cara yang berbeda-beda misalnya terbuka, tertutup, dengan perangkat penghisap, dengan ruang-ruang terpisah/ 2. &ifat )ahan ang di filtrasi-
5aik konstruksi maupun bahan yang dipakai untuk
membuat alat filtrasi tergantung pada bahan yang difiltrasi, apakah bersifat asam, basa, netral, mengandung air, mudah terbakar, tahan api, peka terhadap oksidasi, steril, panas atau dingin. &onstruksi dapat terbuka, tertutup atau dalam lingkungan gas inert. 4. &ifat (iltrasi-
apakah kue filter yang terbentuk dapat ditekan atau tidak dapat
ditekan, tergantung pada ukuran dan bentuk partikel bahan padat. Sifat kue filter itu selanjutnya mempengaruhi luas permukaan filter, tebal kue, beda tekanan, dan juga ukuran pori dari media filter. b) Alat Filtrasi
(ilter Pasir
%a$&ar 2. ;ilter Pasir
Prinsip erja 5 8airan yang akan disaring mengalir dari atas ke bawah menembus
lapisan pasir karena gaya filtrasi. Partikel padat yang akan dipisahkan tertahan dalam pasir. (edia filter ini dapat dibersihkan dengan cara menyemprotnya dengan air dan udara bertekanan secara periodik. (%ngsi 5 ;ilter pasir digunakan untuk filtrasi jernih clarifing filtration/ terutama
untuk penanganan awal air minum atau untuk pembuatan air keperluan pabrik. (ilter Kelongsong
%a$&ar 2. ;ilter &elongsong
;ilter ini berupa silinder berongga yang terbuat dari bahan berpori. Silinder ini dapat secara tunggal dipasang di dalam saluran pipa , atau beberapa buah secara bersamaan di dalam bejana yang tahan tekanan. 8airan ditekan dari dalam dan menerobos keluar melalui dinding silinder.;ilter kelongsong terutama digunakan untuk filtrasi jernih, khususnya sebagai penangkap kotoran di dalam saluransaluran pipa cairan dan gas. Pembersihan dilakukan dengan cara melepaskannya kemudian mencucinya, atau dengan menggunakan perlengkapan penyiram atau pembilas yang dipasang di dalamnya. (ilter &piral
%a$&ar 2.3 ;ilter Spiral
;ilter spiral dapat dibuat sebagai alat yang terpasang tetap atau yang dapat dipindah-pindah, tanpa atau dengan mantel ganda untuk pemanasan. ;ilter ini digunakan untuk filtrasi jernih pada cairan dengan kandungan bahan padat yang rendah. 'uas permukaan filter dapat mencapai "2 m" dan tekanan hingga ? bar. (ilter Pelat
%a$&ar 2.14 ;ilter &elongsong
;ilter pelat di satu pihak digunakan untuk filtrasi jernih dan di lain pihak untuk filtrasi bahan tersisa resid% filtration#. 'uas permukaan filter mulai dari " hingga kira-kira F2 m" dan tekanan hingga ? bar. ;ilter pelat, karena digunakan secara tertutup dan bertekanan, sesuai juga untuk filtrasi suspensi yang mengandung cairan panas atau mudah terbakar. (ilter P%tar
%a$&ar 2.11 ;ilter Putar
;ilter putar terdiri atas sebuah tromol ayak yang berputar lambat dan terbagi dalam sel-sel. &ain filter direntangkan pada permukaan tromol dan bagian bawah tromol tercelup di dalam bak berisi suspensi yang harus dipisahkan. Putaran dikontrol oleh bagian pengendali yang tidak bergerak di pusat. Dalam satu kali putaran, pada setiap sel berlangsung berturut-turut*suspensi dan pembentukan kue filter -
pencucian kue filter
-
penghilangan kelembaban dari kue filter
-
pelepasan dan penyapuan bersih kue filter
penghisapan
-
pembilasan kue filter
&entrif%gasi (iltrasi
%a$&ar 2.12 Sentrifugasi ;iltrasi
)lat-alat sentrifugasi filtrasi yang paling sederhana dan bekerja secara tidak kontinu, terdiri atas sebuah keranjang ayak yang berputar cepat di dalam sebuah rumah. &eranjang tersebut dapat terpasang +ertikal alat sentrifugasi ayun/ atau horizontal alat sentrifugasi kupas/ dan sisi dalamnya dilapis dengan media filter. &eranjang dapat digerakkan dengan listrik atau secara hidraulik, secara langsung atau melalui sebuah kopling penggerak awal. 2. Hu$i+iikasi 2..1 Pengertian
%umidifikasi adalah suatu proses yang dapat menambahkan kadar air dalam gas dengan proses pemanasan maupun tanpa pemanasan. Dengan bertambahnya jumlah aliran air yang dikontakkan dengan udara proses maka akan meningkatkan kandungan air dalam udara sampai mencapai kondisi jenuh.
%a$&ar 2.1! (ekanisme proses humidifikasi
Dalam proses humidifikasi biasanya dicapai dengan membuat kontak udara dengan air dalam kondisi tertentu yang membuat kelembaban yang diinginkan tercapai. 6ika kondisi dalam h%midifier sedemikian rupa hingga udara mencapai titik kejenuhan, maka kelembabannya tetap. Aamun jika peralatan tersebut ini berlaku untuk peralatan komersial pada umumnya/ dimana udara keluar tidak cukup jenuh, menyebabkan kondisi yang tidak menentu muncul. &elembaban udara yang keluar bisa ditetapkan dengan mem+ariasikan suhu air sesuai suhu yang dinginkan, udara dengan persentase kelembaban dan suhu yang diinginkan dengan demikian dapat diperoleh. Dalam pertimbangannya diketahui bahwa peralatan pelembab udara harus memiliki perangkat utama yang terdiri perangkat untuk pemanasan udara, baik sebelum atau setelah pelembaban, atau keduanya, dan beberapa metode untuk membuat udara didalam mengalami kontak dengan air. 2..2
Peralatan +engan Prinsip Proses Hu$i+iikasi
Peralatan dengan prinsip humidifikasi di bagi menjadi # bagian yaitu * . %umidifier Peningkat kelembaban / Peralatan pelembab udara harus memiliki perangkat utama yang terdiri perangkat untuk pemanasan udara, baik sebelum atau sesudah pelembaban atau keduanya, dan beberapa metode untuk membuat udara di dalam kontak dengan air. Perangkat pemanas biasanya berupa elemen atau susunan dari tabung bersirip. Udara dapat dibuat kontak dengan air dalam berbagai perangkat. a. 6enis 9 jenis Pelembab Udara 6enis 9 jenis pelembab udara meliputi * . @aporizer Uap %umidifier / )ir mendidih membentuk uap yang menambah kelembaban udara. 6. 7mpeller h%midifier
Sebuah cakram7 lempengan berputar pada diffuser, yang memecah air menjadi butiran halus aerosol/ yang melayang ke udara. 3. 8ltrasonic h%midifier
Sebuah difragma logam bergetar pada frekuensi ultrasonik menciptakan butiran-butiran air yang secara perlahan keluar dari humidifier dalam bentuk kabut dingin. b. &ekurangan dan 0esiko %umidifier 6ika kelembaban relatif lebih besar dari ?2 >, maka penggunaan humidifier bisa memungkinkan reproduksi tengu debu atau pertumbuhan jamur. &elembaban relati+e harus dijaga antara 2 > dan ?2 >. 5eberapa pelembab udara sekarang menggunakan anti microba untuk mengurangi pertumbuhan bakteri dalam humidifier tersebut. ". Dehumidifier Pengering udara/ )lat ini dipakai untuk menguranagi tingkat kelembaban di udara dalam bangunan perumahan atau perkantoran. 5iasanya karena alasan kesehatan. &arena tingkat kelembaban yang tinggi maka akan meningkatkan pertumbuhan jamur. Selainitu, dehumidifier juga dapat menyebabkan kondensasi. Sedangkan dalam dunia industri contohnya * percetakan/ dipakai untuk menjaga tingkat kelembaban yang diinginkan karena berpengaruh pada kualitas hasil cetak. Proses dehumidifier dibagi menjadi yaitu * . 4eknik 7 0efrigerati+e 5iasanya bekerja dengan menarik udara lembab melewati kumparan pendingin dengan kipas kecil. &arena tekanan uap jenuh air menurun dengan penurunan suhu, air di udara mengembun, dan menetes ke dalam penampung. Udara lalu dipanaskan oleh sisi hangat dari kumparan pendinginan. Proses ini paling efektif dengan suhu sekitar yang lebih tinggi dengan suhu titik embun udara. Aamun, dalam cuaca dingin proses ini kurang efektif. ". 3lektronik 3lektronik dehumidifier menggunakan pompa pemanas pelher untuk menghasilkan permukaan yang dingin untuk kondensasi uap air dan udara. 6enis dehumidifier ini memiliki keuntungan karena yang sangat tenang tidak bising/ ketika digunakan karena tidak ada kompresor mekanis. 3. Air Conditioner
Secara otomatis bertindak sebagai penurun kelembaban, ketika udara dingin sehingga perlu adanya penanganan akumulasi air juga. Proses ini biasanya dengan melewatkan udara kedalam kontak dengan semprotan air
dimana suhunya lebih rendah dari titik embun udara yang masuk. Seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini * . Dehumidifier darurat Proses penghilangan kelembaban udara dapat dilakukan dengan melewati cairan dingin melalui bagian dalam tabung yang disusun kondensor/, kemudian udara lembab ditiupkan melaluinya. Suhu permukaan luar tabung logam harus di bawah titik embun udara sehingga air akan mengembun dari udara #. Cooling to+er menara pendingin/ a. Pengertian (enara Pendingin (enara pendingin merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk menurunkan suhu aliran air dengan cara mengekstraksi panas dari air dan mengemisikannnya ke atmosfer. (enara pendingin menggunakan penguapan dimana sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian dibuang keatmosfer. Sebagai akibatnya air yang tersisa didinginkan secara signifikan. (enara pendingin mampu menurunkan suhu air lebih dari peralatan 9 peralatan yang hanya menggunakan udara untuk membuang panas, seperti radiator dalam mobil. b. Sistem Cooling To+er )ir dipompa dari cekungan menara pendingin, kemudian air disalurkan melalui proses kondensasi dengan kondensor. )ir dingin menyerap panas dari proses aliran panas yang perlu didinginkan, dan panas yang diserap menghangatkan air yang beredar 8 /, kemudian air hangat kembali ke puncak menara pendingin dan menetes ke bawah melalui material pengisi di dalam menara. Setiap air yang menetes ke bawah akan terjadi kontak udara melalui menara baik oleh draft alami atau dengan forced draft menggunakan kipas besar di menara. Selain itu sejumlah air akan hilang sebagai +indage $ / dan beberapa air 3 / akan menguap. 2. Kristalisasi 2..1 Pengertian
Pemisahan dengan teknik kristalisasi didasari atas pelepasan pelarut dari zat terlarutnya dalam sebuah campuran homogeen atau larutan, sehingga
terbentuk kristal dari zat terlarutnya. Proses ini adalah salah satu teknik pemisahan padat-cair yang sangat penting dalam industri, karena dapat menghasilkan kemurnian produk hingga 22>. &ristal dapat terbentuk karena suatu larutan dalam keadaan atau kondisi lewat jenuh supersaturated/. &ondisi tersebut terjadinya karena pelarut sudah tidak mampu melarutkan zat terlarutnya, atau jumlah zat terlarut sudah melebihi kapasitas pelarut. Sehingga kita dapat memaksa agar kristal dapat terbentuk dengan cara mengurangi jumlah pelarutnya, sehingga kondisi lewat jenuh dapat dicapai. Proses pengurangan pelarut dapat dilakukan dengan empat cara yaitu, penguapan, pendinginan, penambahan senyawa lain dan reaksi kimia. Pemisahan denga pembentukan kristal melalui proses penguapan merupakan cara yang sederhana dan mudah kita jumpai, seperti pada proses pembuatan garam. )ir laut dialirkan kedalam tambak dan selanjutnya ditutup. )ir laut yang ada dalam tambak terkena sinar matahari dan mengalami proses penguapan, semakin lama jumlah berkurang, dan mongering bersamaan dengan itu pula kristal garam terbentuk. 5iasanya petani garam mengirim hasilnya ke pabrik untuk pengolahan lebih lanjut. Pabrik gula juga melakukan proses kristalisasi, tebu digiling dan dihasilkan nira, nira tersebut selanjutnya dimasukkan kedalam alat vac%%m evaporator , Dalam alat ini
dilakukan pemanasan sehingga kandungan air di dalam
nira menguap, dan uap tersebut dikeluarkan dengan melalui pompa, sehingga nira kehilangan air berubah menjadi &ristal gula.
%a$&ar 2.1' Sistem &erja &ristalisasi 2..2
Proses Kera Kristalisasi
Proses kristalisasii merupakan salah satu pekerjaan proses agar mendapatkan bahan murni yang berupa gula kristal yang berwarna putih, berbentuk padat, sehingga gula dapat terpisah dari larutan induknya dalam bentuk kristal. Sebagai hasil dari proses kristalisasi tersebut dihasilkan suatu magma yang terdiri atas larutan induk dan kristal gula. 8ampuran dari larutan induk dan kristal tersebut biasanya disebut masakan atau dalam bahasa Perancis disebut Hmassec%iteI, yang berarti massa, dan cuite berarti diproses atau dimasak. Proses kristalisasi terjadi di dalam suatu pan masak, yang proses kerjanya dilakukan pada suasana atau kondisi +akum hampa udara/. Disamping itu, proses kristalisasi dilakukan secara single efek badan tunggal/, jadi berbeda dengan kegiatan dalam pan penguapan yang dilakukan secara multiple effect badan rangkap, J badan/. Proses kristalisasi dilakukan pada kondisi +akum untuk mencegah kerusakan dari nira.
BAB III KESIMPULAN
Unit operasi teknik kimia adalah unit yang mempunyai peranan penting dalam pemprosesan suatu pabrik atau indusri teknik kimia. Dalam paper ini unit operasi yang dijabarkan adalah * • • • • • • • •
3+aporator Destilasi )bsorpsi )dsorpsi 3kstraksi ;iltrasi %umidifikasi &ristalisasi
DA0(A5 PUS(AKA
