◦♥◦ Adsorpsi ◦♥◦

By: Unknown on 12:13 AM

Apa itu ‘Adsorpsi’?

Adsorpsi (adsorption ‘penyerapan’) adalah proses pemisahan dimana komponen tertentu dari suatu fase fluida berpindah ke permukaaan zat padat yang menyerap (adsorbent ‘adsorben’).

Biasanya partikel-partikel kecil zat-penyerap ditempatkan didalam suatu hamparan tetap, dan fluida lalu dialirkan melalui hamparan itu sampai zat padat itu mendekati jenuh dan pemisahan yang dikehendaki tidak dapat lagi berlangsung. Aliran itu lalu dipindahkan ke hamparan kedua sampai adsorben jenuh tadi dapat diganti atau diregenerasi.

Adsorben dan proses adsorpsi.

Kebanyakan zat pengadsorpsi atau adsorben (adsorbent) adalah bahan-bahan yang sangat berpori, dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding-dinding pori atau pada letak-letak tertentu didalam partikel itu. Oleh karena pori-pori itu biasanya sangat kecil, luas permukaan-dalam menjadi beberapa orde besaran lebih besar dari permukaan-luar, dan bisa mencapai 2.000 m²/g, Pemisahan terjadi karena perbedaan bobot molekul atau karena perbedaan polaritas menyebabkan sebagian molekul melekat pada permukaan itu lebih erat daripada molekul-molekul lainnya. Dalam kebanyakan hal, komponen yang diadsorpsi atau adsorbat (adsorbate) melekat sedemikian kuat sehingga memungkinkan pemisahan komponen itu secara menyeluruh dari fluida tanpa terlalu banyak adsorpsi terhadap komponen lain. Regenerasi adsorben dapat dilaksanakan kemudian untuk mendapatkan adsorbat dalam bentuk terkonsentrasi atau hampir murni.

Contoh penerapan adsorpsi fase uap antara lain ialah pemulihan pelarut organik yang digunakan dalam zat, tinta cetak, serta larutan untuk pembuatan film atau pelapisan tekstil-udara yang mengandung pelarut mula-mula dimasukkan kedalam kondensor yang dingin dengan air atau bahan pendingin (refrigerasi) guna mengumpulkan sebagian dari zat pelarut yang terkandung didalamnya, namun dengan cara ini kita tidak akan dapat mendinginkan gas sampai suhu yang jauh lebih rendah dari suhu sekitar, sebagimana diperlukan untuk mencegah kehilangan zat pelarut. Udara yang masih mengandung sejumlah kecil zat pelarut itu kemudian dilewatkan melalui hamparan partikel karbon pengadsorpsi yang lalu dapat menurunkan konsentrasi pelarut sampai kurang dari 1 ppm. Konsentrasi ini mungkin ditentukan oleh spesifikasi pemerintah tentang buangan ke udara dan bukan oleh ekonomi pemulihan pelarut. Adsorpsi dengan karbon juga digunakan untuk memisahkan zat pencemar seperti H₂S, CS₂, dan zat-zat berbau lainnya, dari udara sirkulasi dalam sistem ventilasi. Pada kebanyakan mobil baru kanister karbon dipasang untuk mencegah masuknya uap bensin ke udara.

Pengeringan gas biasanya dilakukan dengan mengadsorpsi air dengan gel silika, alumina, atau zat padat anorganik berpori lainnya. Zeolit, atau tapis molekul (molecular sieve) yang terbuat dari aluminosilikat alamiah atau sintesis dengan struktur berpori halus yang amat beraturan, sangat efektif untuk membuat gas yang mempunyai titik embun yang sangat rendah (-75°C). Adsorpsi diatas tapis molekul dapat pula digunakan untuk memisahkan oksigen dan nitrogen, membuat hidrogen murni dari gas sintesis, dan memisahkan parafin normal dan parafin bercabang dan senyawa aromatik.

Adsorpasi dari fase zat cair digunakan untuk memisahkan komponen-komponen organik dari limbah-limbah air, ketakmurnian berwarna dari larutan gula dan minyak nabati, dan air dari zat cair organik. Adsorpsi dapat pula digunakan untuk memulihkan hasil-hasil reaksi yang tidak mudah dipisahkan dengan distilasi atau kristalisasi. Beberapa zat padat jenis yang sama digunakan baik untuk adsorpsi fase uap maupun adsorpsi fase zat cair, walaupun biasanya adsorben dengan pori-pori besar lebih disukai untuk penggunaan dengan zat cair.

Read More

◦♥◦ Kristalisasi ◦♥◦

By: Unknown on 11:11 PM

Kristalisasi atau penghabluran (crystallization) ialah peristiwa pembentukan partikel-partikel zat padat didalam suatu fase homogen. Kristalisasi dapat terjadi sebagai pembentukan partikel padat didalam uap, seperti dalam hal pembentukan salju; sebagai pembekuan (solidification didalam lelehan cair sebagimana dalam pembuatan kristal tunggal yang besar; atau segaia kristalisasi dari larutan cair.

Kristalisasi dalam larutan sangat penting dalam indutri karena banyaknya ragam bahan yang dipasarkan dalam bentuk kristal. Penggunaannya sangat luas karena dua hal: kristal yang terbentuk dari larutan yang tak-murni selalu murni (kecuali jika terjadi pembentukan kristal campuran), dan kristalisasi merupakan metode yang praktis untuk mendapatkan bahan-bahan kimia yang murni dalam kondisi yang memenuhi syarat untuk pengemasan dan penyimpanan.

Magma.  Dalam kristalisasi dari larutan sebagimana dilaksanakan dalam industri, campuran dua-fase cairan induk (mother liquid) dan kristal dari segala ukuran, yang mengisi kristalisator (crystallizer) dan dikeluarkan sebagai hasil disebut magma.

Pentingnya ukuran kristal. Tujuan utama dalam kristalisasi tentulah untuk mendapatkan perolehan yang memuaskan serta kemurnian yang tinggi, tetapi rupa dan jangkau ukuran kristal juga cukup menentukan dalam kristal hasil. Jika kristal itu akan diproses lebih lanjut, maka ukuran yang wajar dan cukup seragam diperlukan untuk kemudahan filtrasi (penyaringan) pencucian, dan pelaksanaan reaksi dengan bahan kimia lain, pengangkutan serta penyimpanan kristal itu. Jika kristal itu akan dipasarkan sebagai hasil akhir, untuk dapat diterima langganan masing-masing kristal itu harus kuat, tidak menggumpal, besarnya seragam dan tidak melekat dalam kemasan. Oleh karena itu, distribusi ukuran kristal (crystal size distribution, CSD) harus dikendalikan dengan ketat; dan itulah yang menjadi tujuan utama dalam perancangan dan operasi kristalisator.

GEOMETRI KRISTAL

Kristal adalah suatu benda mati yang sangat terorganisasi. Kristal dicirikan oleh kenyataan bahwa partikel-partikel pembentuknya (yang bisa berupa atom, molekul, atau ion) tersusun dalam suatu susunan tiga-dimensi yang beraturan yang disebut kisi (lattice). Akibat dari susunan partikel seperti itu, bila kristal dibiarkan terbentuk tanpa gangguan kristal lain atau benda luar, kristal itu akan berupa polihedron yang mempunyai sudut tajam dan sisi yang rata, yang disebut muka (face). Walalupun ukuran relatif muka dan sudut berbagai kristal dari bahan yang sama mungkin sangat berbeda-beda, namun sudut-sudut yang dibetuk oleh muka-muka yang sebanding pada semua kristal dari bahan yang selalu sama dan merupakan karakteristik (ciri) dari bahan itu.

Sistem kristalografi. Oleh karena semua kristal dari setiap bahan tertentu mempunyai bahan antarmuka yang sama walaupun terdapat perbedaan besar dalam tingkat perkembangan masing-masing muka, bentuk kristal diklasifikasi atas dasar sudut-sudut ini. Ada tujuh kristal, yaitu kubus, heksagonal, trigonal, tetragonal, ortorombik, monoklin dan triklin. Suatu bahan tertentu dapat terkristalisasi di dalam dua kelas yang berbeda atau lebih, bergantung pada kondisi terkristalisasi. Kalsium karbonat, misalnya, paling umum terdapat di alam dalam bentuk heksagonal (sebagai kalsit) tetapi juga terdapat bentuk ortorombik (aragonit).

Read More

◦♥◦ Ekstraksi ◦♥◦

By: Unknown on 10:26 PM

Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan pelarut cair.

Hasil dari ekstraksi disebut ekstrak.

Proses ekstraksi dapat berlangsung pada:

• Ekstraksi parfum, untuk mendapatkan komponen dari bahan yang wangi.
• Ekstraksi cair-cair atau dikenal juga dengan nama ekstraksi solven. Ekstraksi jenis ini merupakan proses yang umum digunakan dalam skala laboratorium maupun skala industri.
• Leaching, adalah proses pemisahan kimia yang bertujuan untuk memisahkan suatu senyawa kimia dari matriks padatan ke dalam cairan.

Metoda Ekstraksi

Ekstraksi Cara Dingin
 
Metoda ini artinya tidak ada proses pemanasan selama proses ekstraksi berlangsung, tujuannya untuk menghindari rusaknya senyawa yang dimaksud rusak karena pemanasanan.

Jenis ekstraksi dingin adalah :

Maserasi merupakan proses ekstraksi menggunakan pelarut diam atau dengan beberapa kali pengocokan pada suhu ruangan. Pada dasarnya metoda ini dengan cara merendam sample dengan sekali-sekali dilakukan pengocokan. Umumnya perendaman dilakukan 24 jam dan selanjutnya pelarut diganti dengan pelarut baru. Ada juga maserasi kinetik yang merupakan metode maserasi dengan pengadukan secara sinambung tapi yang ini agak jarang dipakai.

Perkolasi merupakan ekstraksi dengan menggunakan pelarut yang selalu baru sampai sempurna (exhaustive extraction) yang umumnya dilakukan pada suhu ruangan.

Prosesnya terdiri dari tahap pengembangan bahan, maserasi antara, perkolasi sebenarnya (penetesan/penampungan ekstrak) secara terus menerus sampai diperoleh ekstrak yang jumlahnya satu sampai lima kali volume bahan.


Ekstraksi Cara Panas

Metoda ini pastinya melibatkan panas dalam prosesnya. Dengan adanya panas secara otomatis akan mempercepat proses penyarian dibandingkan cara dingin.

Metodanya adalah:

Refluks merupakan ekstraksi dengan pelarut yang dilakukan pada titik didih pelarut tersebut, selama waktu tertentu dan sejumlah pelarut tertentu dengan adanya pendingin balik (kondensor). Umumnya dilakukan tiga sampai lima kali pengulangan proses pada residu pertama, sehingga termasuk proses ekstraksi sempurna, ini bahasa buku lagi.

Prosedurnya: masukkan sampel dalam wadah, pasangkan kondensor, panaskan. Pelarut akan mengekstraksi dengan panas, terus akan menguap sebagai senyawa murni dan kemudian terdinginkan dalam kondensor, turun lagi ke wadah, mengekstraksi lagi dan begitu terus. Proses umumnya dilakukan selama satu jam.

Ekstraksi dengan alat Soxhlet merupakan ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru, umumnya dilakukan menggunakan alat khusus sehingga terjadi ekstraksi konstan dengan adanya pendingin balik (kondensor).

Disini sampel disimpan dalam alat Soxhlet dan tidak dicampur langsung dengan pelarut dalam wadah yang di panaskan, yang dipanaskan hanyalah pelarutnya, pelarut terdinginkan dalam kondensor dan pelarut dingin inilah yang selanjutnya mengekstraksi sampel.

Digesti merupakan maserasi kinetik (dengan pengadukan kontinyu) yang dilakukan pada suhu lebih tinggi dari suhu ruangan, secara umum dilakukan pada suhu 40C – 50C.

Infusa merupakan proses ekstraksi dengan merebus sample (khusunya simplisia) pada suhu 90C.

 

Read More

◦♥◦ Aliran Fluida ◦♥◦

By: Unknown on 8:21 AM

Fluida adalah suatu zat yang dpat mengalir bisa berupa cairan atau gas. Pemakaian mekanika kepada medium kontinyu, baik benda padat maupun fluida adalah didasari pada hukum gerak newton yang digabungkan dengan hukum gaya yang sesuai.

Sala satu cara untuk menjelaskan gerak suatu fluida adalah dengan membagi –bagi fluida tersebut menjadi elemen volume yang sangat kecil yang dapat dinamakan partikel fluida dan mengikuti gerak masing-masing partikel ini.

Konsep aliran fluida yang berkaitan dengan aliran fluida dalam pipa adalah : 

1. Hukum kekentalan Massa  
2. Hukum Kekentalan energi
3. Hukum kekentalan momentum 
4. Katup 
5. Orifacemeter 
6. Arcameter (rotarimeter).  (martomo, s, 1999)

Macam-Macam Aliran

Aliran dapat diklasifikasikan (digolongkan) dalam banyak jenis seperti: turbulen, laminar, nyata, ideal, mampu balik, tak mampu balik, seragam, tak seragam, rotasional, tak rotasional.

Aliran fluida melalui instalasi (pipa) terdapat dua jenis aliran yaitu : 

1.  Aliran laminer 

Aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan–lapisan, atau lamina–lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar . Dalam aliran laminar ini viskositas berfungsi untuk meredam kecendrungan terjadinya gerakan relatif  antara lapisan. Sehingga aliran laminar memenuhi hukum viskositas Newton yaitu :  τ  = µ dy/du

 

2.  Aliran turbulensi 

Aliran dimana pergerakan dari partikel – partikel fluida sangat tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar. Dalam keadaan aliran turbulen maka turbulensi yang terjadi membangkitkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian – kerugian aliran.

 

Cairan dengan rapat massa yang akan lebih mudah mengalir dalam keadaan  laminer. Dalam aliran fluida  perlu ditentukan besarannya, atau arah vektor kecepatan aliran pada suatu titik ke titik yang lain. Agar memperoleh penjelasan tentang medan fluida, kondisi rata-rata pada daerah atau volume yang kecil dapat ditentukan dengan instrument yang sesuai.

Pengukuran aliran adalah untuk mengukur kapasitas aliran, massa laju aliran, volume aliran. Pemilihan alat ukur aliran tergantung pada ketelitian, kemampuan pengukuran, harga, kemudahan pembacaan, kesederhanaan dan keawetan alat ukur tersebut.

Dalam  pengukuran fluida termasuk penentuan tekanan, kecepatan, debit, gradien kecepatan, turbulensi dan viskositas. Terdapat banyak cara melaksanakan pengukuran-pengukuran, misalnya : langsung, tak langsung, gravimetrik,volumetrik, elektronik, elektromagnetik  dan optik. Pengukuran  debit secara langsung terdiri dari atas penentuan volume atau berat fluida yang melalui suatupenampang dalam suatu  selang waktu  tertentu. Metoda tak langsung bagi pengukuran debit memerlukan penentuan tinggi tekanan, perbedaan tekanan atau kecepatan dibeberapa dititik pada suatu penampang dan dengan besaran perhitungan debit. Metode pengukuran aliran yang paling teliti adalah penentuan gravimerik atau penentuan volumetrik  dengan berat atau volume diukur atau penentuan dengan mempergunakan tangki yang dikalibrasikan untuk selang waktu yang diukur.

Pada prinsipnya besar aliran fluida dapat diukur  melalui :

1.  Kecepatan (velocity) 

2.  Berat (massanya)

3.  Luas bidang yang dilaluinya

4. Volumenya.

Read More

ISTILAHdan LAMBANG (Perpindahan Massa & Operasi Beratahap)

By: Unknown on 4:02 AM

 Secara konvensional kedua arus dalam setiap operasi itu ditandai sebagai fase L dan fase V. demikian pula, biasanya, sebagai fase L dipilih aru yang densitasnya lebih tinggi, dan fase V arus yang mempunyai densitas lebih rendah.  Kekecualiannya barangkali pada ekastraksi zat cair, dimana rafinat selalu dianggap fase L dan ekstrak fase V, walaupun rafinat mungkin lebih ringan dari ekstrak. Pada pengeringan, fase L ialah aru yang terdiri dari zat padat dan zat cair yang terkandung didalam atau bersama zat padat itu.

Tabel A. Istilah untuk arus dalam operasi perpindahan-massa.

Operasi	Fase V	Fase L
Distilasi	Uap	Zat cair
Absorpsi gas, dehumidifiksi	Uap	Zat cair
Adsorpsi	Gas atau zat cair	Zat padat
Ekstrak zat cair	Ekstrak	Rafinat
Pengurasan	Zat cair	Zat padat
Kristalisasi	Cairan induk	Kristal
Pengeringan	Gas (biasanya udara)	Zat padat basah

 

Catatan tentang konsentrasi: Sebetulnya, konsentrasi berarti massa per satuan volume. Massa mungkin dinyatakan dalam pon atau kilogram, dan volume dalam kaki kubik atau meter kubik. Sebagai satuan massa sering pula dipakai pon mol atau kilogram mol. Penggunaan istilah “konsentrasi”  dapat pula diperluas sehingga mencakup juga fraksi mol atau fraksi massa. Hubungan antara konsentrasi dengan fraksi mol atau fraksi massa untuk suatu komponen I ialah :

Ci =  ρ xi

 

Dimana :        Ci = konsentrasi (yang berkaitan) komponen i

                        xi = fraksi mol atau fraksi massa komponen i

                        ρ = densitas molar atau densitas massa campuran

Fraksi mol ialah rasio antara jumlah mol komponen dan jumlah mol total didalam campuran. Jumlah seluruh fraksi mol atau seluruh fraksi massa didalam suatu campuran adalah satu. Jika terdapat r buah komponen, maka r-1 buah fraksi mol dapat dipilih secara bebas, fraksi mol komponen yang satu lagi akan menjadi pasti dan sama dengan 1 dikurangin dengan jumlah seluruh fraksi lain.

Untuk menyatakan laju aliran dan konsentrasi diperlukan lambing-lambang yang umum. Untuk semua operasi itu kita gunakan V dan L untuk menyatakan laju aliran fase V dan fase L. masing-masing komponen individual ditandai dengan A,B,C, dan sabagainya. Jika hanya satu komponen saja yang berpindah antara fase, kita pilih komponen itu sebagai komponen A. Konsentrasi suatu komponen di dalam fase L kita tandai dengan x, dan konsentrasi didalam fase V dengan y. jadi, yA ialah konsentrasi komponen A didalam fase V, dan xB ialah konsentrasi komponen B didalam fase L. Jika hanya ada dua komponen didalam satu fase, konsentrasi komponen A ialah x atau y, sedang konsentrasi komponen B ialah 1-x atau 1-y, subskrip A dan B tidak diperlukan disini.

Kuantitas terminal. Dalam operasi perpindahan-massa keadaan stedi terdapat dua arus, setiap arus itu harus masuk dan keluar, dan terdapat empat kuantitas terminal (besaran ujung). Untuk menandainya kita gunakan subskrip a untuk ujung proses dimana fase L masuk, dan b untuk ujung dimana fase L keluar. Jadi, dalam aliran lawan-arah (countercurrent flow), kuantitas terminal itu adalah sebagaimana terlihat pada Tabel B. Jika hanya terdapat dua komponen saja di dalam arus itu, maka subskrip A tidak diperlukan dalam suku konsentrasi itu.

Tabel B. Kuantitas terminal untuk aliran lawan-arah.

Arus	Laju aliran	Konsentrasi komponen A
Fase L, masuk	La	xAa
Fase L, keluar	Lb	xAb
Fase V, masuk	Va	yAb
Fase V, keluar	Vb	yAa

Read More