PowerPoint Presentation

Ekstraksi Cair-CairDr. Erni Misran, S.T., M.T.Departemen Teknik Kimia USU

DefinisiEkstraksi cair-cair adalah operasi perpindahan massa yang fundamental, dimana satu komponen (cairan terlarut, solute) dipisahkan dari cairan pembawa (diluent) menggunakan pelarut cair (solvent) di dalam suatu peralatan kontak yang sesuai.

Kedua fasa cairan tersebut adalah heterogen dan harus tidak saling terlarut atau hanya terlarut sebagian. Liquid Extraction, Solvent ExtractionKelarutan

Sebelum EkstraksiSetelah EkstraksiFoust et. al. (1960) dan Perry et. al. (1963) memperkenalkan dua metoda pemisahan ekstraksi:

Metoda tahap kesetimbanganKedua fasa dimasukkan ke dalam mixer dan diaduk secara mekanis untuk jangka waktu tertentu sehingga tercapai kesetimbangan distribusi solut antara kedua fasa, dan kemudian membiarkan kedua fasa tersebut untuk terpisah dalam lapisan yang dapat dipisahkan melalui perbedaan berat jenis (decantation). Metoda ini dapat digunakan untuk operasi batch atau kontinu.

2. Metoda kontak diferensial secara berkesinambungan. Satu fasa terdispersi di dalam suatu tetesan cairan (droplet) dan melewati fasa kontinu lainnya di dalam suatu kolom. Kolom yang dimaksud berupa kolom perpindahan massa yang umum dikenal dalam operasi teknik kimia (bubble-plate, packed sieve-tray, spray tower, dll).

Dasar Pemilihan PelarutSolut mempunyai kelarutan yang besar dalam solven, tetapi solven sedikit atau tidak melarutkan diluen,Tidak mudah menguap pada saat ekstraksi,Mudah dipisahkan dari solut, sehingga dapat dipergunakan kembali,Tersedia dan tidak mahal.

Suatu unit ekstraksi, selalu diikuti unit pemungutan pelarut ( solvent recovery unit) agar dapat digunakan kembali

immiscible system

partially miscible system Mengapa Dipilih Ekstraksi?EKSTRAKSI ADALAH PILIHAN LAIN UNTUK DISTILASI(BILA PEMISAHAN DENGAN DISTILASI TIDAK MEMUNGKINKAN )Cairan azeotropEnergi yang dibutuhkan untuk distilasi terlalu besar Membutuhkan rangkaian distilasi yang kompleksMaterial yang digunakan sensitif terhadap panasMaterial yang digunakan tidak volatilHubungan KesetimbanganAturan FasaF = C P + 2F = derajat kesetimbanganC = jumlah komponen total P = jumlah fasa

Ekstraksi: dua fasa dengan tiga komponen A, B, C, maka:F = 3Variabel operasi: T, P, 4 fraksi komponen

Jika T dan P ditetapkan, kemudian pada kesetimbangan salah satu fraksi komponen juga ditetapkan, maka masalah ekstraksi dapat diselesaikanDiagram SegitigaEkstraksi melibatkan sekurang-kurangnya 3 komponen cairan. Meskipun komponen-komponen terbagi dalam dua fasa, tetapi pada dasarnya semua komponen terdapat dalam kedua fasa tersebutCampuran dari tiga komponen secara umum ditunjukkan dalam diagram segitiga Diagram segitiga ini merupakan segitiga sama sisi.

xA + xB + xC = 1

Daerah 1 fasa (bukan 1 komponen)Garis kesetimbangan(Equilibrium tie line)Daerah 2 fasa PARTIALLY MISCIBLE SYSTEM C terlarut sempurna di dalam A atau di dalam BA hanya sedikit terlarut di dalam BB hanya sedikit terlarut di dalam AContoh: 1. Metil Isobutil Keton (A) Air (B) Aseton (C)2. Air (A) Kloroform (B) Aseton (C) 3. Benzen (A) Air (B) Asam Asetat (C)M = komposisi campuran awalP = Plait Point(komposisi identik pada kedua fasa)

Koordinat RektangularLebih mudahContoh diagram: Fig. 12.5-3 Geankoplis untuk sistem Asam asetat (A) Air (B) isopropil ether (C). Data untuk sistem ini diperoleh dari App A.3-24.Pelarut B dan C adalah melarut sebagian.

Koordinat RektangularKonsentrasi komponen C diplotkan pada kordinat vertikal, dan A pada kordinat horizontal. Sedangkan konsentrasi komponen B diperoleh dari persamaan:

Example 12.5-1Geankoplis

RafinatEkstrakSkema Operasi Ektraksi Cair-cair

Skema Operasi

Peralatan Operasi

Metoda Tahap KesetimbanganAgitated TankPeralatan Operasi

Peralatan Operasi

Metoda Kontak Diferensial BerkesinambunganStatic columnPeralatan Operasi

Peralatan Operasi

Aliran solventAliran FeedPacked columnPeralatan LaboratoriumPeralatan Operasi

Solvent Recovery UnitPacked ColumnPeralatan Operasi Oil PurificationExtraction of Food Additive

Peralatan Skala IndustriPeralatan Operasi