EkstraksiEkstrasi, pemisahan satu atau beberapa bahan dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut dimana pemisahan terjadi atas dasar perbedaan kelarutan dari komponen-komponen dalam campuranProses ekstraksi terdiri dari tahap-tahap berikut:- Pencampuran bahan ekstraksi dan pelarut- Pemisahan larutan ekstrak dari rafinat- Isolasi ekstrak dari larutan ekstrak

Proses EkstraksiPencampuranPemisahanLarutan ekstrakResidu ekstraksiIsolasiPelarutEkstrakPelarutBahan ekstark

Kriteria Pemilihan PelarutSelektifitas, hanya melarutkan ekstrak yang diinginkanKelarutan, kemampuan melarutkan ekstrak besarKemampuan tidak saling campur, tidak saling campur dengan bahan ekstraksiKerapatan, mempunyai perbedaan kerapatan yang besar dengan bahan ekstraksiReaktivitas, Tidak menyebabkan reaksi kimia dengan bahan ekstraksiTitik didih, mempunyai perbedaan titik didih besar antara pelarut dengan ekstrak.PEMILIHAN PELARUTSelektifitasTitik didihKemampuan tak bercampurReaktivitasKerapatanKelarutan

Alat Ekstraksi (Ekstraktor)Alat Ekstraksi (ekstraktor) dibagi 2 (dua)1. Ekstraktor padat-cair- Ekstraktor tak kontinyu- Ekstraktor kontinyu

2. Ekstraktor Cair-cair- Ekstraktor tak kontinyu- Ekstraktor kontinyu.

Ekstraktor Padat-Cair Tak kontinyu1. Tangki PengadukEkstraktor tangki pengaduk merupakan alat paling sederhana untuk ekstraksi.Bahan ekstraksi padat dicampur beberapa kali dengan pelarut segar dalam tangki pengadukLarutan ekstrak dipisahkan dengan penjernihan atau penyarringan.PelarutBahan EkstraksiPenyaringan/Penjernihan

Ekstraktor Padat-Cair Tak kontinyu2. Tangki dengan pelat ayak.Alat ini terdiri dari tangki pengaduk yang dilengkapi dengan pelat ayak dan saringan pada bagian dalam tangkiBahan ekstraksi diletakan di atas pelat ayak horisontal, pelarut dialirkan dari atas ke bawah dan dilakukan pengadukan pada bagian atas pelat ayakEkstraktor ini sesuai untuk bahan padat yang tidak terlalu halus.PelarutBahan ekstraksiPenyaringanIsolasi

Ekstraktor Padat-Cair Tak kontinyu3.Tangki pelat ayak dengan ketel destilasiAlat terdiri dari tangki pelat ayak yang dilengkapi dengan kondensor dan ketel destilasiLarutan ekstrak dari tangki masuk ke ketel destilasi, pelarutnya diuapkan dan dikondensasi dalam kondensor, masuk kembali ke ekstraktorMempunyai keuntungan :penggunaan pelarut relatif kecil, kerugiannya : banyak menggunakan energi.UmpanPelarutKondenserEkstraktorKetel DestilasiLarutan Ekstrak

Ekstraktor Padat-Cair Kontinyu1. Ekstraktor Keranjang (bucket-wheel extractor)Bahan ekstrak terus menerus dimasukka ke dalam sel-sel yang berbentuk sektor dari sebuah rotor yang berputar lambat mengelilingi poros vertikal.Bagian bawah sel ditutup oleh pelat ayak, dan bahan padat dibasahi dari arah berlawanan oleh pelarut. Pelarut dipompa dari sel ke sel dan disiramkan ke atas bahan padat.Larutan ekstrakPelarutBahan ekstraksi

Ekstraktor Padat-Cair Kontinyu2. Ekstraktor Sabuk (belt extractor)Bahan ekstraksi diumpankan secara kontinyu di atas sabuk ayak yang melingkar.Di sepanjang sabuk bahan dibasahi oleh pelarut atau larutan ekstrak dengan konsentrasi yang meningkat.Larutan EkstrakRafinatPelarutBahan ekstraksi

Ekstraktor Cair-cair tak kontinyuTangki PengadukEkstraktor tangki pengaduk untuk ekstraksi cair-cair terdiri dari tangki yang bagian bawahnya runcing (dilengkapi dengan perkakas pengaduk, penyalur bawah, dan kaca intip.Bahan ekstrak cair dicampur berulangkali dengan pelarut segar dalam tangki pengaduk. Larutan ekstraksi yang dihasilkan dipiasahkan dengan cara penjernihan (pengaruh gaya berat)

Bahan ekstraksiPelarutIsolasi

Ekstraktor Cair-cair kontinyuKolom denyut (Pulsating column)Kolom denyut adalah kolom pelat ayak dan kolom benda pengisi, yang seluruh cairannya dibuat berosilasi terus menerus dengan bantuan pompa toraks.Pompa toraks diletakan pada bagian bawah kolom, efek denyut menghasilkan fasa ringan terdesak melalui lubang-lubang pelat ayak pada saat torak bergerak maju. Pada saat toraks bergerak mundur, fasa berat dihisap kebawah melalui lubang pelat ayak.Fasa bertatFasa ringanRafinatLarutan ekstraksi

Ekstraktor Cair-cair kontinyu2. Kolom Rotasi (Rotary column)Pada kolom rotasi, disepanjang kolom terdapat perkakas pengaduk yang mirip cakram. Cakram terpasang pada sebuah poros vertikal di dalam kolom.Kedua cairan mengalir dalam arah berlawanan secara berganti masuk keruang-ruang pencampur (kedua cairan dicampurkan oleh cakram-cakram berputar) dan ruang-ruang pemisahan.

Fasa beratFasa ringanLarutan ekstrakRafinat

SorpsiSorpsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran cair atau campuran gas; bahan yang akan dipisahkan terikat pada permukaan padatan atau cairan yang disebut bahan sorpsi (sorben)Dari jenis ikatan, sorpsi dibagi menjadi - Adsorpsi: pengikatan bahan pada permukaan sorben padat dengan cara pelekatan- Absorpsi: Pengikatan bahan pada permukaan cair dengan cara pelarutan.

AdsorpsiAdsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas atau cair, bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada permukaan tersebut.Contoh-contoh adsorpsi:- Pengeringan udara atau gas-gas lain- Pemisahan bahan yang mengandung racun atau yang berbau busuk dari udara buang- Penghilangan warna larutan- Pemisahan bahan organik dari air Kecepatan adsorpsi tergantung pada:- perbedaan konsentrasi- luas permukaan adsorben- ukuran partikel- porositas adsorben- tekanan (gas)- Viskositas (cairan)

Kecepatan adsorpsi

AdsorpsiAdsorben, bahan padat dengan luas permukaan dalam yang sangat besar. Permukaan yang luas terbentuk karena banyaknya pori yang halus pada permukaan padat tersebut.Biasnya luas permukaan adsorben sekitar 200-1000m2/g, diameter pori sebesar 0,0003-0,02 m.Regenerasi adsorben:pemanasan, penurunan tekanan, pencucian dengan bahan yang tak dapat diadsorpsi, pendesakan dengan bahan yang lebih baik diadsorpsi, dan ekstraksi dengan pelarut.Adsorben yang umum digunakan:- Karbon aktif- Silika gel- Aluminium oksida- Moleculaer sieve

Peralatan AdsorpsiAlat-alat adsorpsi umumnya terdiri dari unggun adsorben diam, dalam tangki silinder vertikel (adsorber).Unggun dilewati oleh campuran yang akan dipisahkan (gas atau cairan) yang mengalir dari bawah ke atas.Alat adsorpsi biasanya terdiri dari 2 buah adsorber yang dipasang seri, ini berguna untuk proses kontinyu dimana regenerasi adsorben tidak menghambat proses.SorpsiGasPelarut UapUap AirRegenerasiAirPelarut

AbsorpsiAbsorpsi ialah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas dengan cara pengikatan bahan tersebut pada permukaan sorben cair yang diikuti dengan pelarutan.

Absorbsi digunakan untuk: pembersihan gas (misalnya gas buang), pemisahan campuran gas, dan proses kimia (pembuatan asam sulfat, absorpsi SO3; pembuatan asam nitrat, absorpsi NO dan NO2).

Kecepatan absorpsi:- perbedaan konsentrasi- luas permukaan absorben- suhu- tekanan- viskositas

AbsorpsiAbsorben, cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan diabsorpsi pada permukaannya, baik secara fisik maupun secara kimia.Absorben harus mempunyai persyaratan sbb:- daya pelarutan besar- selektif- tekanan uap rendah- viskositas rendah- stabil terhadap suhu- murah.Absorben yang sering digunakan:- Air; untuk untuk gas yang dapat larut dan debu- NaOH; untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti asam- H2SO4; untuk gas-gas alkali.

Alat absorbsi

Alat absorbsi, disebut juga absorber adalah tempat campuran gas dan absorben dikontakan satu sama lain secara intensif, biasanya dalam arah yang berlawanan.Untuk maksud tersebut absorben didistribusikan sebaik mungkin dengan bantuan: penyemprot, benda pengisi, pelat, benda rotasi.Alat-alat absorpsi yang terpenting adalah alat pencuci:- Menara pencuci (scrubber tower)- Pencuci pusaran- Pencuci rotasi

Alat absorpsiMenara pencuciMenara pencuci terdiri dari bejana berbantuk silinder yang diisi dengan benda jejal (packing) dan alat penyemprot air.

Gas/udara buang dialirkan dari bagian bawah menara dan diperciki air bersih dari bagian atas menara.Udara buangAir kotorUdara bersihAir bersih

Alat Absorpsi2. Pencuci Pusaran Pada pencuci pusaran, udara buang masuk dalam air pencuci yang berpusar oleh alat pusaran sehingga terjadi pembasahan menyeluruh dari partikel debu dalam udara buang.Campuran air-gas terpisah karena tetes air dan debu jatuh kembali ke dalam bejana penyedia air dan gas bersih akan keluar.Pencuci pusaran sesuai untuk debu berukuran kasar.Udara buangAir kotorUdara bersihPemisah tetesanAir bersih

Alat Absorpsi3. Pencuci RotasiCairan pencuci didistribusikan ke dalam suatu ruangan oleh sebuah cakram yang berputar sehingga terbentuk lapisan tetesan air.Udara buang yang mengandung debu melewati lapisan tersebut sehingga terjadi pemisahan debu yang intensif.Udara buangUdara bersihAir bersihAir kotor

Pertukaran IonPertukaran ion adalah proses dimana ion-ion dari suatu larutan elektrolit diikat oleh permukaan bahan padat (penukar ion), sebagai pengganti ion-ion tersebut ion-ion dari bahan padat diberikan ke dalam larutan.Penukar ion adalah bahan padat yang mengandung bahan aktif dengan ion-ion yang dapat dipertukarkan.Penukar ion dibagi dua:- Penukar kation (bersifat asam)R- - H+ + Na+ R- - Na+ + H+- Penukar anion (bersifat basa)R+ - OH- + Cl- R+ - Cl- + OH-

Penukar IonPenukar ion umumnya berupa bahan organik yang dibuat secara sintetik dan mengandung bagian aktif yang dapat dipertukarkan, contoh:- penukar kation: kelompok asam sulfo SO3-H+ (dengan sebuah ion H+ yang dapat ditukar)- penukar anion: kelompok amonium kuartener N-(CH)3+OH- (dengan sebuah ion OH- yang dapat ditukar)Sifat-sifat penukar ion yang diharapkan: daya pengambilan besar (kapasitas), selektifitas besar, kecepatan petukaran besar, ketahanan terhadap suhu dan pengaruh kimia.Regenerasi penukar ion:- regenerasi penukar kation (dengan asam encer, HCl)R- - Na+ + H+ R- - H+ + Na+- regenerasi penukar anion (dengan basa encer, NaOH)R+ - Cl- + OH- R+ - OH- + Cl-

Alat Penukar IonAlat pelunakan airAlat pelunakan/menghilangkan kesadahan air terdiri dari kolom yang bersisi resin penukar kation.Air yang akan diolah dialirkan dari bagian atas kolom dan hasilnya diukur dengan alat pengukur konduktivitas pada bagian bawah kolom.Regenerasi resin penukar kation dilakukan dengan mengalirkan garam dapur (NaCl) pada bagian atas kolom.Air mentahRegenerasi dengan larutan NaClPenukar kationCa(HCO3)2Mg(HCO3)2

CaSO4MgSO4CaCl2MgCl2

CaCl2MgCl2AirH2CO3

Na2SO4NaClNa2SO4NaClPenghilangan gas CO2

Alat Penukar Ion2. Alat demineralisasi air kolom gandaAlat demineralisasi air umumnya terdiri dari dua kolom yang berisi penukar kation dan penukar anion yang dipasang seri.Alat demineralisasi dilengkapi alat konduktivitas yang merupakan ukuran untuk konsentrasi ionPada proses kolom ganda, air mentah mula-mula masuk ke dalam kolom penukar kation (semua kation dalam air ditukar dengan ion hidrogen) dan diteruskan ke dalam kolom penukar anion ( semua anion ditukar dengan ion hidroksida). Ion hidrogen dan ion hidroksida akan membentuk molekul air.Regenerasi dengan HCl encer pada penukar kation dan NaOH encer pada penukar anion, kelebihan pelarut regenerasi dapat dicuci dengan air.Penukar anionPenukar kationAir bebas mineralAir buangan regenerasiNaOHAir mentahHCl

ReaktorReaktor adalah suatu wadah tempat terjadinya reaksi kimia dari reaktan tertentu menjadi produk tertentu pada kondisi operasi tertentu.Jenis-jenis reaktor:Reaktor batch (batch reactor) Reaktor Tangki pengaduk kontinyu (CSTR, continuous stirred tank reactor)Reaktor fixed-bed (reaktor katalitik)

Reaktor BatchTangki Pengaduk (Stirred Tank)Tangki pengaduk adalah bejana pengaduk tertutup berbentuk silineder, yang terdiri dari: impeler, motor pengaduk, mantel, lubang khusus (pemasukan bahan, alat ukur:termometer, manometer).Reaktor batch umumnya digunakan untuk skala produksi kecil dan mempunyai waktu tinggal/campur relatif lama sehingga menghasilkan produk yang homogen. Tetapi mempunyai biaya operasi yang mahal dan tidak efisien untuk skala produksi besar.

motortermometerimpelerBuangan produkmantelFeed

Continuos Stirred Tank Reactor (CSTR)CSTR, merupakan reaktor batch yang dipasang seri sehingga dapat bekerja secara kontinyu.Kelebihannya dari reaktor batch dapat dioperasikan untuk skla produksi yang lebih besar.umpanProduk

Reaktor KatalitikReaktor katalitik merupakan reaktor tabung (tubular) yang didalamnya terdapat katalis yang dipaking (fixed-bed/packed).Reaktor katalis biasanya digunakan pada kondisi suhu yang realtif lebih rendah dibanding reaktor lain sehingga dapat meningkatkan efisiensi energi.UmpanProdukkatalis