Pengertian Liquid-Liquid Extraction PDF

Preview

Summary

Pengertian Liquid-Liquid Extraction Liquid-liquid extraction merupakan suatu pemisahan senyawa pada larutan cair-cair. Proses ini akan mengekstraksi suatu senyawa didalam suatu larutan dengan menggunakan pelarut cair. Definisi lain dari ekstrasi adalah ekstraksi merupakan salah satu metode pemisahan...

Description

Pengertian Liquid-Liquid Extraction Liquid-liquid extraction merupakan suatu pemisahan senyawa pada larutan cair-cair. Proses ini akan mengekstraksi suatu senyawa didalam suatu larutan dengan menggunakan pelarut cair. Definisi lain dari ekstrasi adalah ekstraksi merupakan salah satu metode pemisahan komponen dari campuran yang menggunakan pelarut yang sesuai. Proses ekstraksi digunakan untuk mengambil senyawa organik dari suatu larutan yang memiliki sifat polar dengan larutan non polar. Larutan-larutan tersebut memiliki sifat yang saling tidak bercampur, sehingga akhirnya akan terbentuk dua lapisan yang dapat dipisahkan. suatu zat terlarut akan dapat terdistribusi ke dalam dua lapisan tersebut. Distribusi zat terlarut ini berdasarkan dengan besar kelarutan. liquid-liquid extraction juga dapat diartikan sebagai suatu teknik pemisahan pada suatu larutan dengan mengontakkan atau menyentuhkan dengan larutan lain. Larutan yang sering digunakan adalah air dan larutan kedua yang yang digunakan, biasanya digunakanadalah larutan organik. Larutan tersebut tidak saling terlarut sehingga satu atau lebih zat terlarut atau solute dari larutan pertama akan dapat berpindah ke larutan lainnya. Proses pemisahan dengan teknik ini memiliki sifat yang sederhana, cepat, bersih, serta mudah. Pemisahan dalam banyak kasus dapat dilakukan dengan mencampurkan dua larutan dalam corong pemisah dalam waktu beberapa menit. Liquid-liquid extraction biasanya akan digunakan apabila terjadinya pemisahan dengan teknik-teknik pemisahan lainnya tidak dapat

dicapai.

Pemisahan dengan teknik ini akan digunakan apabila pemisahan tidak dapat dicapai dengan proses distiasi, evaporasi, serta kristalisasi.

Liquid-liquid

extraction merupakan suatu proses pemisahan dari suatu komponen dari fasa cair dengan fasa lainnya dengan berdasarkan kelarutan relatifnya. Proses liquid-liquid extraction melibatkan adanya perbedaan densitas antar dua larutan. Perbedaan densitas ini yang akan mengakibatkan terjadinya perpindahan massa antar larutan. Proses liquid-liquid extraction, satu atau lebih komponen bahan yang terdapat didalam salah satu komponen akan dipisahkan dengan bantuan suatu pelarut.

Liquid-liquid extraction paling utama digunakan pada saat pemisahan dengan menggunakan metode distilasi tidak mungkin dilakukan atau tidak ekonomis. Liquid-liquid extraction biasanya terdiri dari dua tahapan, yaitu ppencampuran dengan cara intensif dua larutan serta tahap seanjutnya adalah pemisahan larutan dua fasa dengan sebaik mungkin. Liquid-liquid extraction digunakan secar teknik dalam skala besar, misalnya digunakan pada saat pembuatan antibiotika, vitamin, bahan-bahan penyedap, serta produk-produk minyak bumi, dan juga garam-garam. Proses ini juga sering duginakan untuk membersihkan air limbah dan juga untuk membersihkan larutan ekstrak hasil dari ekstraksi padat cair. Faktor-Faktor Liquid-Liquid Extraction faktor-faktor yang mempengaruhi ekstrasi diantaranya adalah temperatur, lama pengadukan, keccepatan, perbandingan solut dan solven serta pelarut dan luas permukaan. faktor yang dapat mempengaruhi hasil liquid-liquid extraction adalah jenis pelarut, pH, kelarutan analit,lama pengadukan, kecepatan pengadukan, dan kestabilan obat. a. Ukuran Partikel Ukuran partikel merupakan salah satu faktor yang penting dalam ekstraksi. Laju ekstraksi akan dapat di pengaruhi oleh ukuran parktikel dalam beberapa hal. Semakin kecil ukuran dari partikel zat pada proses ekstraksi maka akan semakin besar pula luas permukaan kontak antara kedua tersebut. Sebaliknya, apabila semakin besar ukuran dari partikel zat pada proses ekstraksi maka akan semakin kecil pula luas permuakaan kontak antara kedua zat tersebut. b. Pelarut Pelarut yang digunakan pada saat melakukan liquid-liquid extraction ini haruslah sesuai. Jenis pelarut yang digunakan pada proses ini merupakan salah satu faktor yang penting. Pemilihan pelarut harus memperhatikan beberapa hal, misalnya mudah atau tidaknya pelarut didapatkan, berbahaya atau tidaknya

pelarut tersebut, memliki sifat korosif atau tidak, serta tingkat toksisitas larutan. Pemilihan pelarut tidak boleh dilakukan sembarangan. Terdapat beberapa syarat untuk dapat memilih pelarut yang baik digunakan pada ekstraksi, yaitu: 1. Selektivitas 2. Kelarutan 3. Kemampuan tidak saling bercampur 4. Kerapatan 5. Reaktivitas 6. Titik didih 7. Temperatur temperatur merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Kelarutan zat yang terlarut (pada komponen yang diekstraksi) di dalam pelarut dalam banyak hal akan mengalami kenaikan seiring dengan adanya kenaikan temperatur. Temperatur yang lebih tinggi akan mengakibatkan laju ekstraksi yang lebih tinggi juga. Temperatur yang lebih rendah akan mengakibatkan laju ekstraksi yang lebih rendah pula. Pengadukan Fluida Salah satu faktor yang juga dianggap akan sangat mempengaruhi laju ekstraksi adalah pengadukan fluida. Lama pengadukan fluida akan mempengaruhi laju ekstraksi. Semakin lama adanya pengadukan fluida maka akan semakin banyak kontak yang terjadi antar fluida. Kecepatan pengadukan juga akan mempengaruhi jalannya ekstraksi. Pengadukan fluida akan menaikkan proses difusi pada ekstraksi. Pengadukan ini juga akan menaikkan adanya perpindahan massa partikel terlarut ke pelarut. Prinsip Liquid-Liquid Extraction prinsip dasar dari liquid-liquid extraction ini adalah dengan melibatkan adanya pengontakan antara suatu larutan dan dengan suatu pelarut. Larutan dan pelarut tersebut memiliki sifat yang tidak saling melarutkan, sehingga pada akhirnya akan memunculkan larutan dua fasa. Larutan dua fasa ini selanjutnya akan dapat dipisahkan. Kedua larutan ini tidak saling larut dikarenakan oleh adanya suatu perbedaan densitas dari larutan

tersebut. Perpindahan massa akan terjadi akibat adanya perbedaan densitas ini. Perpindahan massa dari komponen terjadi ke pelarut pengekstrak dari pelarut asal. Zat terlarut akan berpindah ke dalam pelarit yang baru diberikan karena adanya gaya dorong. Gaya dorong ini muncul akibat adanya beda potensial secara kimia antara dua pelarut. Proses liquid-liquid extraction ini juga merupakan salah satu jenis dari perpindahan massa yang dilakukan secara difusional. Liquid-liquid extraction berlangsung pada suatu alat yang elah dirancang secara khusus dan sedemikian rupa sehingga telah memiliki luas permukaan yang akan mencukupi terjadinya kontak. Kontak antar larutan yang tejadi akan menghasilkan distribusi komposisi dalam kedua fasa agar dapat menjadi lebih sempurna dan ekstraksi akan berlangsung dengan baik Sepanjang kolom isian (packed bed) akan tejadi dinamika tetesan. Dinamika tetesan ini akan mengalami perpecahan serta penggabungan antar tetesan yang diakibatkan oleh tetesan tersebut menabrak isian yang berada di dalam kolom. Proses ini terjadi dengan cara tetesan akan bergerak mendekati isian, lalu tetesan akan menabrak isan, dan terakhir tetesan tersebut akan pecah menjadi tetesan yang lebih kecil. Lalu tetesan akan bergarak ke sela-sela dari isian. Beberapa tetesan yang lebih kecil tersebut akan ada yang tersangkut di selasela isian. Setelah itu tetesan akan terakumulasi sesaat dan yang pada akhirnya akan meninggalkan unggun setelah menjadi tetesan dengan diameter yang lebih besar. Terjadinya tetesan yang terperangkap ini disebabkan oleh besar atau kecilnya laju alir dari tetesan yang dapat mendorong tetesan keluar dari unggun. prinsip dasar liquid-liquid extraction akan mengikuti hukum distribusi nernst atau yang sering disebut juga sebagai hukum partisi. Hukum partisi ini menyatakan bahwa “apabila suatu analit dilarutkan ke dalam dua pelarut yang memiliki sifat tidak saling bercampur, maka analit akan terdistribusi dalam proporsi yang sma diantara dua pelarut tersebut”. Koefisien distribusi atau koefisien partisi merupakan suatu perbandingan antara konsentrasi pada kesetimbangan antara dua pelarut yang tidak saling bercampur. Teknik liquidliquid extraction yang paling sering digunakan salah satunya adalah menggunakan corong pisah pada teknik ekstraksi berulang.

Jenis Jenis Alat Ekstraksi Cair Cair Aplikasi industri sebahian besar ekstraksi cair-cair diperlukan kontak arus berlawanan multistage. Gaya penggerak hidrodinamik diekstraksi diperlukan untuk menginduksi aliran arus balik dan untuk diproses pada fase selanjutnya. Pemisahan dapat diturunkan dari efek diferensial baik gaya gravitasi atau sentrifugal pada dua fase dengan kepadatan berbeda. Pada dasarnya ada dua jenis desain yang digunakan operasi multistage yang efektif dapat diperoleh kontaktor tahap bijaksana, di mana perlengkapan termasuk serangkaian tahapan fisik. Fasefase tersebut dicampur dan dipisahkan pada kontaktor diferensial, di mana pada fase-fase ini secara kontinyu berhubungan dengan pemisahan fase lengkap hanya di pintu keluar dari unit. Tiga faktor tersebut, induksi aliran berlawanan, tahapan atau diferensial menghubungi dan cara mempengaruhi pemisahan fasa adalah dasar dari klasifikasi kontaktor seperti yang ditunjukan dalam Tabel mengenai peralatan ekstraksi cair-cair. Klasifikasi Peralatan Ekstraksi Cair-Cair

Aliran

Fase

Differential

Stagewise

countercurrent

Interdispersi

Contactors

Contactors

dilakukan oleh

oleh

Gravitasi

Gravitasi

Grup A

Grup B

Spray column

Perforated

Packed column

column

Grup C

Grup D

Pulsed

packed Pulsed sieve plate

column

column

Pulsation

Pulsating

Agitasi Mekanik

plate

plate Controlled

column

cycling column

Grup E

Grup F

Rotating

disc Scheibel column

contactor Oldshue-Rushton

Mixer-settlers

column Zeihl column Graesser contractor Gaya Sentrifugal

Gaya Sentrifugal

Grup G

Grup H

Podbielniak

Westfalia

Quadronic

Robatel

De Laval Kolom ekstraksi dalam proses ekstraksi cair cair merupakan salah satu komponen penting dalam peralatan ekstraksi cair-cair. Kolom ekstraksi vertikal bahan ekstraksi cair dan pelarut saling dikontakkan dengan arah aliran yang berlawanan. Peranan kolom ekstraksi dibantu oleh adanya pompa agar cairan yang lebih ringan dimasukkan dari bagian bawah dapat masuk ke kolom ekstraksi dan cairan yang lebih berat dari bagian atas kolom secara terus-menerus. Bidang batas antara fasa berat dan fasa ringan terdapat pada ujung atas atau ujung bawah kolom (diketahui melalui percobaan). Kedudukannya dipertahankan konstan oleh sebuah pengatur tinggi permukaan, yang mengendalikan pembuangan fasa berat. Ada dua tipe dasar kolom yang sering digunakan pada skala industri yaitu packed column dan pulsating column. Packed column diisi dengan beberapa jenis bahan kemasan, seperti Raschig Rings. Kolom ini di buat dengan mode jalur berliku untuk dua solusi saat mereka mengalir melalui kolom (biasanya umpan berair ke bawah dan pelarut ke atas). Kolom ini juga untuk memastikan kedua fase berada dalam kontak yang konstan. Packed column tidak memiliki bagian yang bergerak dan relatif mudah dioperasikan, tetapi hal ini tidak terlalu efisien dan berpengaruh pada proses yang dilakukan. Packed column tidak memiliki tahapan diskrit, seperti mixer-settler atau kontaktor sentrifugal, maka jumlah tahapan ditentukan oleh ketinggian tahapan teoritis. Sebagian besar packed column, ketinggiannya untuk mencapai satu tahap teoritis ekstraksi biasanya hanya beberapa ukuran feet. Pulsed column dapat dioperasikan di bawah mixer-setttler type tipe atau kondisi tipe emisi dengan laju

keluaran menentukan kondisi yang diperoleh. Operasi tipe mixer-settler dicirikan oleh pemisahan fase ringan dan berat menjadi lapisan yang jelas dan jelas di ruang interplate selama bagian diam dari pulse cycle. Selama bagian upward dari gerakan pulse fase cahaya yang awalnya berada di bawah saringan, plate dipaksa naik melalui perforasi dan naik dalam gumpalan yang cukup besar melalui lapisan fase berat di atas pelat. Fase berat menurun selama gerakan ke bawah dari pulse. Di bawah kondisi dispersi fase tipe mixer-settler, operasi kolom pulse sangat stabil tetapi relatif tidak efisien dibandingkan dengan operasi kolom yang sama di bawah kondisi tipe emulsi. Operasi tipe emulsi, terjadi pada laju dan frekuensi keluaran yang lebih tinggi, dicirikan oleh ukuran tetesan kecil dan dispersi yang cukup seragam dari fase terputus-putus, dengan adanya sedikit perubahan dalam penyebaran fase selama siklus pulse. Kompresor Kompresor dalam ekstraksi cair cair digunakan sebagai alat pendukung untuk beberapa peralatan ekstraksi. Kompresor dalam alat ekstraksi berfungsi untuk memberikan tekanan udara dalam menunjang keberhasilan proses ekstraksi. Proses yang di Tujuan kompresor dalam siklus kompresi uap adalah untuk memampatkan gas kering bertekanan rendah dari evaporator dan menaikkan tekanannya menjadi yang dari kondensor. Kompresor dapat dibagi menjadi dua jenis, perpindahan positif dan dinamis. Jenis perpindahan positif mengkompres diskrit volume gas bertekanan rendah dengan secara fisik mengurangi volume yang ditimbulkan peningkatan tekanan. Tipe dinamis meningkatkan kecepatan gas bertekanan rendah dan kemudian menguranginya dengan cara yang menyebabkan tekanan meningkat, hal ini mempengaruhi proses ekstraksi yang akan dilakukan. Perpindahan positif yang paling mudah dikenali jenisnya

adalah

kompresor bolak-balik atau piston, dan mudah divisualisasikan akan digunakan sebagai referensi untuk deskripsi proses kompresi, dan fitur kompresor sebelum beralih ke jenis lain. Kompresor piston pendingin pertama dibangun di tengah abad ke-19, dan berkembang dari mesin uap yang menyediakan penggerak utama. Kompressor dari perpindahan positif dan dinamik dibagi berdasarkan fungsi dari masing-masing kompresor tersebut.

Gambar Klasifikasi Kompresor

Konstruksi pada awalnya adalah akting ganda, tetapi ada kesulitan dalam menjaga kekencangan gas di batang piston, jadi desain berkembang lebih jauh menjadi mesin kerja tunggal dengan bak mesin di tekanan hisap masuk, hanya menyisakan poros yang berputar sebagai sumber yang memungkinkan kebocoran, dan ini ditutup dengan kelenjar yang dikemas. Saat ini, mayoritas kompresor tertutup rapat sepenuhnya, dengan motor tertutup. Kompresor sebagai alat pemampat yang digunakan untuk mengkompresi udara. Beberapa contoh pengaplikasian dalam memanfaatkan udara mampat. Aplikasi sehari hari yang biasa digunakan adalah untuk mengisi angin ban mobil atau sepeda montor, selain itu udara mampat juga dapat digunakan untuk membersihkan bagian-bagian mesin yang kotor dan sering diaplikasikan pada bengkel-bengkel. Kompressor dalam industri penggunaannya sangat penting, baik sebagai penghasil udara mampat atau sebagai satu kesatuan dari mesin-mesin. Kompresor banyak dipakai untuk kerja mesin pneumatik, sedangkan terintegrasi menjadi satu bagian dengan mesin contohnya turbin gas, mesin pendingin dan lainnya. Prinsip kerja dari kompresor adalah jika torak pompa ditarik keatas, tekanan di bawah silinder akan turun sampai di bawah tekanan atmosfer. Hal ini membuat udara akan masuk melalui celah katup hisap yang longgar. Katup terbuat dari kulit lentur yang dapat mengencangkan dan mengendurkan yang dipasang pada torak. Udara masuk ke pompa kemudian torak turun kebawah dan menekan udara, sehingga volumenya menjadi kecil

Aplikasi Liquid-liquid Extraction Liquid-liquid extraction (LLE) secara umum telah banyak diterapkan, baik dalam skala laboratorium maupun skala industri. Pengaplikasian liquid-liquid extraction dalam skala industri secara teknis dilakukan untuk memperoleh antibiotika, bahan penyedap, vitamin, produk minyak bumi, produk-produk garam. Pengaplikasian liquid-liquid extraction dalam skala industri yang sering dijumpai berupa pembersihan air limbah dan larutan ekstrak hasil esktraksi padat cair. Liquid-liquid extraction diterapkan jika pemisahan campuran tidak dapat dilakukan dengan cara distilasi karena adanya pembentukan azeotrop yang dapat menghambat proses distilasi. Pengaplikasian liquid-liquid extraction dikarenakan campuran yang jika dipisahkan dengan proses distilasi akan membutuhkan panas yang jumlahnya besar karena volatilitas zat terlalu rendah. Liquid-liquid extraction juga diterapkan pada zat yang memiliki sensitivitas tinggi terhadap suhu. Pengaplikasian liquid-liquid extraction juga dikarenakan komponen yang dipisahkan memiliki sifat dan kelarutan yang sangat berbeda. Penerapan liquid-liquid extraction contohnya adalah pada pembersihan lingkungan perairan dari limbah cair industri kelapa sawit. Pembersihan lingkungan perairan dari limbah cair industri kelapa sawit sebenarnya telah banyak dilakukan dengan metode-metode lain seperti metode pengomplekskan, pengendapan, destilasi, dan juga pertukaran ion. Metode- metode memerlukan biaya yang besar sehingga dilakukan liquid-liquid extraction. Liquid-liquid extraction digunakan karena memiliki beberapa keuntungan yaitu pelarut organik yang dipergunakan dapat didaur ulang sehingga dapat terus digunakan. Keuntungan lainnya adalah berupa asam-asam karboksilat hasil ekstraksi dapat dipisahkan antara satu asam dengan lainnya, serta memiliki kemurnian yang tinggi. Keuntungan tersebut membuat asam-asam karboksilatnya dapat dijual kembali, sebab memiliki kemurnian yang tinggi sehingga dinilai lebih ekonomis. liquid-liquid extraction ini dilakukan dengan menggunakan pelarut organik untuk memisahkan asam-asam organik. Pelarut organik yang umum digunakan adalah pelarut organo phosphor seperti, tributilfosfat trietilfosfat (TEF) dan pemakaian amine tersier rantai panjang

(TBF),...