BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang Dalam teknik lingkungan dan bidang-bidang terkait, unit operasiadalah suatu tahapan dasar dalam suatuproses.Unit operasi tidak hanya mengubah suatu zat seperti reaksi di dalamreaktor kimia namun juga terjadi perubahan fisik maupun fasa seperti pemisahan, kristalisasi, penguapan, filtrasi dan beberapa contoh lainnya. Sebagai contoh dalam pemrosesan susu, homogenisasi,pasteurisasi, pendinginan,danpengemasan,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 sebagai proses industri yang berbeda dengan prinsip-prinsip yang berbeda pula. Pada tahun 1923,William H. Walker, Warren K. Lewis dan William H. McAdams menulis buku The Principles of Chemical Engineeringmenjelaskan bahwa berbagai industri kimia mengikuti hukum-hukum fisika yang sama. Mereka menyimpulkan proses-proses 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: 1.Proses aliran fluida,termasuk perpindahan fluida,filtrasi,fluidisasi padatan, dll. 2.Prosesperpindahan panas,termasukevaporasi,kondensasi,dll. 3.Prosesperpindahan massa,termasukabsorpsi gas,distilasi,ekstraksi,adsorpsi, pengeringan,dll. 4.Prosestermodinamis,termasukpencairan gas,refrigerasi,dll. 5.Proses mekanis,termasuk transportasi padatan,pencadaran ( screening) dan pengayakan (sieving), dll Unit-unit operasi juga dapat dikelompokkan menjadi: 1.Kombinasi (misalnyapencampuran)2.Pemisahan (misalnyadistilasi)3.Reaksi (misalnyareaksi kimia)Unit operasi danunit proses teknik kimia membentuk dasar utama untuk segala jenis industri kimia dan merupakan dasar perancangan pabrik kimia serta alat-alat yang digunakannya. Gambar 1. Diagram unit operasi ekstraksi bijih dari tahun 1900-an

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Evaporator 2.1.1 Pengertian Proses evaporasi telah dikenal sejak dahulu, yaitu untuk membuat garam dengan cara menguapkan air dengan bantuan energi matahari dan angin. Evaporasi adalah salah satu kaedah utama dalam industri kimia untuk memekatkan larutan yang encer. Pengertian umum dari evaporasi ini adalah menghilangkan air dari larutan dengan mendidihkan larutan di dalam tabung yang sesuai yang disebut evaporator. Evaporasi bertujuan untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap. Sedangkan evaporator adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap. Ada beberapa macam-macam dari evaporator, sesuai dengan tujuan penggunaannya dan bentuknya pun berbeda-beda. Hal tersebut disebabkan karena tergatung dari jumlah atau volume zat cair yang ingin diuapkan, bisa juga tergantung pada kepekatan zat cair tersebut. Evaporator mempunyai dua prinsip dasar yaitu untuk menukar panas dan untuk memisahkan uap yang terbentuk dari cairan. 2.1.2Prinsip Kerja Evaporator Pemekatan larutan didasarkan pada perbedaan titik didih yang sangat besar antara zat-zatnya. Titik didih cairan murni dipengaruhi oleh tekanan. Dijalankan pada suhu yang lebih rendah dari titik didih normal. Titik didih cairan yang mengandung zat tidak mudah menguap (misalnya: gula) akan tergantung tekanan dan kadar zat tersebut. Beda titik didih larutan dan titik didih cairan murni disebut Kenaikan titik didih. Harus dipanaskan ke suhu yang lebih tinggi yang ada diefek awal.

2. Evaporator film aduk Banyak digunakan untuk menangani bahan viskos yang peka panas, berlumpur bahkan kering seperti gelatin, lateks karet, antibiotika dan sari buah yang merupakan modifikasi daripada evaporator 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 vertikal agitator (pengaduk) itu, dalam separator, zat cair yang terbawa ikut dilemparkan ke arah luar oleh daun-daun agitator, sehingga menumbuk plat-plat vertikal yang stasioner. Tetesan-tetesan itu bergabung (koalesensi) pada plat ini dan kembali ke bagian evaporasi. 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. Operasi 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.Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. 2.2.2 Jenis jenis Destilasi Ada 4 jenis distilasi diantaranya adalah : 1.Distilasi Sederhana Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk menjadi gas. Distilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol. 2.Destilasi Fraksionisasi Fungsi 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 20 C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. Aplikasi 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 volatil cairannya. Minyak mentah (crude oil) sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh (alkana). Adapun hidrokarbon tak jenuh (alkena, alkuna dan alkadiena) sangat sedikit dkandung oleh minyak bumi, sebab mudah mengalami adisi menjadi alkana. Gambar 2.3Destilasi Fraksionasi

Oleh karena minyak bumi berasl dari fosil organisme, mak minyak bumi mengandung senyawa-senyawa belerang (0,1 sampai 7%), nitrogen (0,01 sampai 0,9%), oksigen (0,6-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sanagt kecil. Minyak mentah dipisahkan menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses destilasi (penyulingan). 3.Destilasi Uap Destilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200 C atau lebih. Destilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 C 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 masing-masing senyawa campurannya. Selain itu distilasi uap dapat digunakan untuk campuran yang tidak larut dalam air di semua temperatur, tapi dapat didistilasi dengan air. Aplikasi 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. Campuran 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. 4.Destilasi Vakum Destilasi vakum 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 150 C. Metode 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 vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini 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. Gambar 2.5Karakteristik Adsorpsi 2.4.2 Jenis

jenis Adsorpsi 1.Adsorpsi fisika Berhubungan dengan gaya Van der Waals. Apabila 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. Adsorpsi 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 van der waals) mempunyai derajat yang sama dengan panas kondensasi dari gas menjadi cair, yaitu sekitar 2.19-21.9 kg/mol. Keseimbangan antara permukaan solid dengan molekul fluida biasanya cepat tercapai dan bersifat reversibel. 2.Adsorpsi Kimia Yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dengan zat terlarut yang teradsorpsi. Adsorpsi ini bersifat spesifik dan melibatkan gaya yang jauh lebih

besar daripada Adsorpsi fisika. Panas yang dilibatkan adalah sama dengan panas reaksi kimia. Menurut Langmuir, molekul teradsorpsi ditahan pada permukaan oleh gaya valensi yang tipenya sama dengan yang terjadi antara atom-atom dalam molekul. Karena 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. 2.4.3Jenis jenis Adsorben Adsorben 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 Arang aktif adalah bahan berupa karbon bebas yang masing-masing berikatan secara kovalen 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 Merupakan bahan yang terbuat dari add treatment dari larutan sodium silikat yang dikeringkan. Luas permukaanya 600-800 m2/g dengan diameter pori antara 20-50. Gel silika cocok digunakan untuk mengadsorpsi gas dehidrat dan untuk memisahkan hidrokarbon. c.Alumina Aktif Alumina aktif cocok digunakan untuk mengadsorpsi gas kering dan Liquid. Luas permukaannya 200-500 m2/g dan diameter porinya 20-140. 2.5Ekstraksi 2.5.1 Pengertian Ekstraksi 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. Misalnya saja, karena komponennya saling bercampur secara sangat erat, peka terhadap panas, beda sifat-sifat fisiknya terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang terlalu rendah. Ekstraksi minyak atau lemak adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Adapun ekstraksi minyak atau lemak itu bermacam-macam, yaitu rendering (dry rendering dan wet rendering), mechanical expression dan solvent extraction. Gambar 2.6Tangki Ekstraktor

2.5.2Klasifikasi Ekstraksi 1.Rendering Rendering 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. Menurut pengerjaannya rendering dibagi dengan dua cara,yaitu : a.Wet rendering Wet rendering adalah proses rendering dengan penambahan sejumlah air selama berlangsungnya proses tersebut. Cara ini dikerjakan pada ketel yang terbuka atau tertutup dengan menggunakan temperature yang tinggi serta tekanan 40 sampai 60 pound tekanan uap (40-60psi). Peralatan yang digunakan adalah autoclave atau digester. Air dan bahan yang akan diekstraksi dimasukan kedalam digester dengan tekanan uap air sekitar 40 sampai 60 pound selama 4-6 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). Bahan yang diperkirakan mengandung minyak atau lemak dimasukkan kedalam ketel tanpa penambahan air. Bahan tadi dipanaskan sambil diaduk. Pemanasan dilakukan pada suhu 220F sampai 230F (105C-110C). Ampas bahan yang telah diambil minyaknya akan diendapkan pada dasar ketel. Minyak atau lemak yang dihasilkan dipisahkan dari ampas yang telah mengendap dan pengambilan minyak dilakukan dari bagian atas ketel. 3Pengepresan Mekanik (mechanical expression) Pengepresan mekanis merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak,terutama untuk bahan bahan yang berasal dari biji-bijian. Cara ini dilakukan untuk memisahkan minyak dari bahan yang berkadar minyak tinggi (30-70%). Pada pengepresan mekanis ini diperlukan perlakuan pendahuluan BAB III KESIMPULAN Unit operasi adalah unit yang mempunyai peranan penting dalam pemprosesan suatu pabrik atau indusri teknik kimia. Dalam paper ini unit operasi yang dijabarkan adalah : Evaporator Destilasi Absorpsi Adsorpsi