MAKALAH (Penanganan dan Pemerosesan Material) “EXTRACTION AND LEACHING”
Disusun Oleh : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Sabdo Agung Darmawan Siska Oktorina Simbolon Siti Fatimah Isfrianti Syafira Eka Gestya Titi Suryani Tri Wiranti Usi Nur Pamiliani
Mata kuliah Dosen
(1415041055) (1415041055) (1415041057) (1415041057) (1415041058) (1415041058) (1415041059) (1415041059) (1415041062) (1415041062) (1415041063) (1415041063) (1415041064) (1415041064)
: Penanganan dan Pemrosesan Material : Dr. Lilis Hermida,S.T.,M.Sc
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG 2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat, hidayah dan karuniaNya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah makalah yang berjudul “Ekstraksi dan Leaching ”. ”. Makalah
ini
disusun
untuk
Penanganan dan Pemrosesan material.
memenuhi
tugas
mata
kuliah
Makalah ini berisi tentang penjelasan
mengenai Definisi ekstraksi dan leaching serta alat-alat yang digunakan dalam proses ekstraksi dan leaching . Selain itu didalam makalah ini juga terdapat aplikasi dari proses ekstraksi dan leaching yang ada di industri. Kesulitan dalam penyusunan makalah ini adalah mencari literatur
yang berkaitan dengan
prinsip kerja alat ekstraksi dan leaching. Akhir kata, tiada gading yang tak retak. Untuk itu, kami mohon maaf atas kesalahan
dalam
penulisan
makalah
ini.
Semoga
makalah
ini
dapat
bermanfaat untuk kita semua.
Bandar Lampung, 23 April 2016
Penulis
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat, hidayah dan karuniaNya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah makalah yang berjudul “Ekstraksi dan Leaching ”. ”. Makalah
ini
disusun
untuk
Penanganan dan Pemrosesan material.
memenuhi
tugas
mata
kuliah
Makalah ini berisi tentang penjelasan
mengenai Definisi ekstraksi dan leaching serta alat-alat yang digunakan dalam proses ekstraksi dan leaching . Selain itu didalam makalah ini juga terdapat aplikasi dari proses ekstraksi dan leaching yang ada di industri. Kesulitan dalam penyusunan makalah ini adalah mencari literatur
yang berkaitan dengan
prinsip kerja alat ekstraksi dan leaching. Akhir kata, tiada gading yang tak retak. Untuk itu, kami mohon maaf atas kesalahan
dalam
penulisan
makalah
ini.
Semoga
makalah
ini
dapat
bermanfaat untuk kita semua.
Bandar Lampung, 23 April 2016
Penulis
ii
DAFTAR ISI
Halaman Judul....................................... Judul............................................................. .......................................... ....................
i
Kata Pengantar.......................... Pengantar................................................... ............................................... ............................. .......
ii
Daftar Isi....................................... Isi............................................................... .............................................. ............................ ......
iii
BAB I PENDAHULUAN......................... PENDAHULUAN................................................. ....................................... ...............
1
1.1 Latar Belakang....................................... Belakang............................................................. .......................... ....
1
1.2 Tujuan...................................... Tujuan............................................................. ......................................... ..................
2
BAB II ISI..................................... ISI........................................................... ............................................ .............................. ........
3
2.1 Definisi........................ Definisi.............................................. ............................................ ............................... .........
3
2.1.1 Ekstraksi Cair-cair................................. Cair-cair.................................................... ...................
8
2.1.2 Ekstraksi Cair-padat ( Leaching)............................... Leaching)...............................
8
2.2 Jenis-jenis Peralatan........................................... Peralatan......................................................... ..............
11
2.2.1 Peralatan Ekstraksi Cair-cair....................... Cair-cair.................................... .............
11
2.2.2 Proses Leaching Proses Leaching dan Peralatan...................... Peralatan................................. ...........
17
2.3 Aplikasi Ekstraksi di Industri....................................... Industri........................................... ....
26
BAB III PENUTUP............................. PENUTUP....................................................... ............................................. ...................
32
3.1 Kesimpulan................... Kesimpulan......................................... ............................................. ............................... ........
32
Daftar Pustaka............................ Pustaka.................................................. ............................................ ................................ ..........
33
iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pemisahan merupakan aspek penting dalam bidang kimia karena kebanyakan materi yang terdapat di alam berupa campuran.Untuk memperoleh materi murni dari suatu campuran, kita harus melakukan pemisahan.Berbagai
teknik
pemisahan
dapat
diterapkan
untuk
memisahkan campuran. Ekstraksi adalah proses pemisahan komponen zat padat atau zat cair dengan menggunakan bantuan pelarut. Ekstraksi ada 2 macam, yaitu ekstraksi
padat-cair
dan
ekstraksi
cair-cair.
Ekstraksi
padat-cair
didefinisikan sebagai operasi pemisahan zat padat yang dapat larut melalui kontak dengan pelarut. Setelah terjadi kontak padatan dengan pelarut maka perbedaan konsentrasi aktivitas kimia solute di dalam fasa padatan dengan fasa pelarut menjadi gaya pendorong berlangsungnya perpindahan massa solute dari fasa padatan ke fasa pelarut.Ekstraksi padat-cair merupakan operasi yang melibatkan perpindahan massa antar fasa. Perbedaan aktivitas kimia antara fasa padatan dan fasa pelarut mencerminkan sebarapa jauh sistem berada dari kesetimbangan, sehingga akan menentukan pula laju solute antar fasa. Yang dimaksudkan dengan ekstraksi adalah pemisahan satu atau beberapa bahan dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut. Pemisahan terjadi atas dasar kemampuan larut yang bebeda dari
1
komponen-komponen dalam campuran. Ekstraksi padat cair, yang sering disebut leaching, adalah proses pemisahan zat yang dapat melarut (solut) dari suatu campurannya dengan padatan yang tidak dapat larut (innert) dengan menggunakan pelarut cair. Operasi ini sering dijumpai di dalam industri metalurgi dan farmasi, misalnya pada pemisahan biji emas, tembaga dari biji-bijian logam, produk-produk farmasi dari akar atau daun tumbuhan tertentu. Hingga kini, teori tentang leaching masih sangat kurang, misalnya mengenai laju operasinya sendiri belum banyak diketahui orang, sehingga untuk merancang peralatannya sering hanya didasarkan pada hasil percobaan saja.
1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini yaitu agar pembaca mengetahui pengertian dari Ekstraksi dan leaching serta mengetahui jenis-jenis alat yang digunakan dalam proses tersebut dan aplikasi proses tersebut dalam industri.
2
BAB II ISI
2.1. Definisi
Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan dari bahan padat maupun cair dengan bantuan pelarut. Pelarut yang digunakan harus dapat mengekstrak substansi yang diinginkan tanpa melarutkan material lainnya. Ekstraksi merupakan proses pemisahan suatu bahan dari campurannya dengan menggunakan
pelarut
didasarkan
pada
kelarutan
komponen
terhadap
komponen lain dalam campuran (Suyitno, 1989). Operasi ekstraksi
sering dijumpai didalam industri
seperti
proses
hydrometallic , industri farmasi ( memproduksi bahan aktif ) , industri minyak bumi ( produksi monomer dan aromates ) dan pembersihan air limbah . Tahap-tahap ekstraksi
Mencampur bahan ekstraksi dengan pelarut dan membiarkannya saling berkontak.
Dalam hal ini terjadi perpindahan massa dengan cara difusi
pada bidang antarmuka bahan ekstraksi dan pelarut. Dengan demikian terjadi ekstraksi yang sebenarnya, yaitu pelarutan ekstrak.
Memisahkan larutan ekstrak dari rafinat, kebanyakan dengan cara penjernihan atau filtrasi.
Mengisolasi ekstrak dari larutan dan mendapatkan kembali pelarut, umumnya dilakukan dengan menguapkan pelarut. Dalam hal-hal tertentu, larutan ekstrak dapat langsung diolah lebih lanjut atau dioalh setelah dipekatkan.
3
Hal yang perlu diperhatikan ada 4 faktor: 1.Ukuran partikel Ukuran partikel mempengaruhi laju ekstraksi dalam beberapa hal. Semakin kecil ukurannya, semakin besar lusa permukaan antara padat dan cair; sehingga laju perpindahannya menjadi semakin besar. Dengan kata lain, jarak untuk berdifusi yang dialami oleh zat terlarut dalam padatan adalah kecil. 2.Zat pelarut Larutan yang akan dipakai sebagai zat pelarut seharusnya merupakan pelarut pilihan yang terbaik dan viskositasnya harus cukup rendah agar dapat dapat bersikulasi dengan mudah. Biasanya, zat pelarut murni akan diapaki pada awalnya, tetapi setelah proses ekstraksi berakhir, konsentrasi zat terlarut akan naik dan laju ekstraksinya turun, pertama karena gradien konsentrasi akan berkurang dan kedua zat terlarutnya menjadi lebih kental. 3.Temperatur Dalam banyak hal, kelarutan zat terlarut (pada partikel yang diekstraksi) di dalam pelarut akan naik bersamaan dengan kenaikan temperatur untuk memberikan laju ekstraksi yang lebih tinggi. 4.Pengadukan fluida Pengadukan pada zat pelarut adalah penting karena akan menaikkan proses difusi, sehingga menaikkan perpindahan material dari permukaan partikel ke zat pelarut. Pemilihan juga diperlukan tahap-tahap lainnya. pada ektraksi padat-cair misalnya, dapat dilakukan pra-
4
pengolahan (pengecilan) bahan ekstraksi atau pengolahan lanjut dari rafinat (dengan tujuan mendapatkan kembali sisa-sisa pelarut).
Kriteria pemilihan pelarut (solvent) untuk ekstraksi yaitu :.
Selektivitas Pelarut hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan komponen-komponen lain dari bahan ekstraksi. Dalam praktek, terutama pada ekstraksi bahan-bahan alami, sering juga bahan lain (misalnya lemak, resin) ikut dibebaskan bersama-sama dengan ekstrak yang diinginkan. Dalam hal itu larutan ekstrak tercemar yang diperoleh harus dibersihkan, yaitu misalnya di ekstraksi lagi dengan menggunakan pelarut kedua.
Kelarutan Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang besar (kebutuhan pelarut lebih sedikit).
Kemampuan tidak saling bercampur Pada ekstraksi cair-cair pelarut tidak boleh (atau hanya secara terbatas) larut dalam bahan ekstraksi.
Kerapatan Terutama pada ekstraksi cair-cair, sedapat mungkin terdapat perbedaaan kerapatan yaitu besar amtara pelarut dan bahan ekstraksi. Hal ini dimaksudkan agar kedua fasa dapat dengan mudah dipisahkan kembali setelah pencampuran (pemisahan dengan gaya berat). Bila beda kerapatan kecil, seringkali pemisahan harus dilakukan dengan menggunakan gaya sentrifugal (misalnya dalam ekstraktor sentrifugal).
5
Reaktifitas Pada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada komponen-komponen bahan ekstraksi. Sebaliknya dalam hal-hal tertentu diperlukan adanya reaksi kimia (misalnya pembentukan garam) untuk mendapatkan selektivitas yang tinggi. Seringkali ekstraksi juga disertai dengan reaksi kimia. Dalam hal ini bahan yang akan dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan.
Titik didih Karena ekstrak dan pelarut biasanya harus dipisahkan dengan cara penguapan, destilasi atau rektifikasi, maka titik didih kedua bahan it tidak boleh terlalu dekat, dan keduanya tidak membentuk aseotrop. ditinjau dari segi ekonomi, akan menguntungkan jika pada proses ekstraksi titik didih pelarut tidak terlalu tinggi (seperti juga halnya dengan panas penguapan yang rendah).
Kriteria yang lain Pelarut sedapat mungkin harus 1. murah 2. tersedia dalam jumlah besar 3. tidak beracun 4. tidak dapat terbakar 5. tidak eksplosif bila bercampur dengan udara 6. tidak korosif 7. tidak menyebabkan terbentuknya emulsi 8. memilliki viskositas yang rendah
6
9. stabil secara kimia dan termis. Karena hampir tidak ada pelarut yang memenuhi syarat di atas, maka untuk setiap proses ekstraksi harus dicari pelarut yang paling sesuai. Beberapa pelarut yang terpenting adalah : air, asam-asam organik dan anorganik, hidrokarbon jenuh, toluen, karbon disulfit, eter, aseton, hidrokarbon yang mengandung khlor, isopropanol, etanol. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan ekstraksi yaitu:
Gaya dorong pada ekstraksi : Perbedaan konsentrasi antara umpan dengan solvent.
Luas permukaan : dimana luas permukaan agen harus besar agar terjadi perpindahan massa
Tahanan : dimana tahanan yang menghambat terjadinya proses kelarutan solute dalam solvent harus kecil.
Disamping itu faktor penting lainnya adalah suhu, dimana semakin besar suhu, maka solvent semakin encer dan mudah melarutkan solute.
Proses ekstraksi (Pemisahan) itu sendiri dibagi menjadi bermacammacam menurut asal dan bahan yang akan dipisah. Secara garis besar, ada dua macam pemisahan. 1. Ekstraksi cair-cair adalah proses pemisahan cairan dari suatu larutan dengan menggunakan cairan sebagai bahan pelarutnya. 2. Ekstraksi padat-cair (leaching) adalah proses pemisahan cairan dari padatan dengan menggunakan cairan sebagai bahan pelarutnya.
7
2.1.1 Ekstraksi Cair-Cair
Berbagai jenis metode pemisahan yang ada, ekstraksi pelarut atau juga disebut juga ekstraksi air merupakan metode pemisahan yang paling baik dan populer.pemisahan ini dilakukan baik dalam tingkat makro maupun mikro. Prinsip distribusi ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua zat pelarut yang tidak saling bercampur. Batasannya adalah zat terlarut dapat ditransfer pada jumlah yang berbeda dalam kedua fase terlarut. Teknik ini dapat digunakan untuk kegunaan prepratif, pemurnian, pemisahan serta analisis pada semua kerja. Berbeda dengan proses retrifikasi, pada ekstraksi tidak terjadi pemisahan segera dari bahan-bahan yang akan diperoleh (ekstrak), melainkan mulamula hanya terjadi pengumpulan ekstrak ( dalam pelarut). 2.1.1 Ekstraksi Cair-Padat ( Leaching)
Ektraksi padat cair , yang sering di sebut Leaching adalah proses pemisahan zat yang dapet melarut (soluet) dari suatu campurannya dengan padatan yang tidak dapat larut (Inner) dengan menggunakan pelarut cair. Operasi ini sering di jumpai di dalam industri metalurgi dan farmasi, misalnya pada pemisahan biji emas, tembaga dari biji-bijian logam, produk-produk farmasi dari akar atau daun tumbuhan tertentu. Pelarut yang digunakan dipilih pelarut yang dapat melarutkan komponen yang akan d ekstrak, tetapi tidak dapat bercampur dengan campuran tersebut. Peralatan pengurasan menyerupai bagian pencucian pada filtrasi. Ekstraksi padat-cair didefinisikan sebagai operasi pemisahan zat padat yang dapat larut melalui kontak dengan pelarut. Setelah terjadi
8
kontak padatan dengan pelarut maka perbedaan konsentrasi aktivitas kimia solute di dalam fasa padatan dengan fasa pelarut menjadi gaya pendorong berlangsungnya perpindahan massa solute dari fasa padatan ke fasa pelarut. Ekstraksi
padat-cair
merupakan
operasi
yang
melibatkan
perpindahan massa antar fase. Perbedaan aktivitas kimia antara fase padatan dan fase pelarut mencerminkan sebarapa jauh sistem berada dari kesetimbangan, sehingga akan menentukan pula laju solute antar fase. Operasi leaching bisa dilakukan dengan sistem batch, semi batch ataupun continue. Operasi ini biasanya dilakukan pada suhu tinggi untuk meningkatkan kelarutan solut di dalam pelarut.Untuk meningkatkan performance, sistem aliran dapat dibuat secara co-current ataupun counter current. Setelah operasi leaching selesai, pemisahan fasa padat dari fasa cair dapat dilakukan dengan operasi sedimentasi, filtrasi atau sentrifugasi. Pemisahan sempurna hampir tidak mungkin dilakukan karena adanya kesetimbangan
fasa,
di
samping
secara
mekanis
sangat
sulit
untukmencapainya. Oleh karena itu akan selalu ada bagian yang basah atau air yang terperangkap di dalam padatan.Perhitungan dalam operasi ini melibatkan 3 komponen, yaitu padatan, pelarut dan solut.Asupan umumnya berupa padatan yang terdiri dari bahan pembawa tak larut dan senyawadapat larut. senyawa dapat larut inilah yang biasanya merupakan bahan atau mengandung bahan yang diinginkan.Bahan yang diinginkan akan larut sampai titik tertentu dan keluar dari ekstraktor pada aliranatas, sementara padatan keluar pada aliran bawah. Sebagaimana disebutkan di
9
atas, aliran bawah biasanya basah karena campuran pelarut/solut masih terbawa juga. Bagian atau persentase solut yang dapat dipisahkan dari padatan basah/kering disebut sebagai rendemen.
Berikut adalah poin penting yang diperlukan dalam proses ekstraksi : 1. Unsur ekstraksi harus disiapkan dengan cara bahwa ekstrak dapat diselesaikan dengan pelarut dalam waktu singkat, dapat dicapai dengan menggiling, penggilingan atau bergulir. 2. Hanya ekstrak yang diinginkan yang harus diselesaikan dan diekstraksi . ini dicapai oleh selektivitas pelarut dan suhu 3. Ekstrak seharusnya berisikan konsentrasi tinggi dari senyawa ekstrak. Ini adalah alasan mengapa ekstraksi secara counter-current lebih banyak disukai. 4. Pemisahan solvent dari sisa solution ekstrak menjadi lebih ekonomis. Proses ektraksi padat-cair meliputi persiapan bahan ekstraksi, pemisahan dan recovery pelarut dari ekstrak dan pemisahan dan pemulihan pelarut dari ekstraksi residual.
Dasar untuk tingkat ekstraksi yang tinggi 1. Ekstraksi harus dilakukan pada suhu tinggi, karena dengan meningkatnya suhu normal viskositas pelarut dan ekstrak menurun dan di sisi lain kelarutan ekstrak dalam pelarut meningkat. 2. Cara kapiler harus pendek sehingga jarak pendek harus diatasi
10
dengan difusi. Ini adalah alasan mengapa biasanya bahan baku digiling untuk metode perpindahan. 3. Kecepatan perkolasi harus cukup tinggi untuk membasuh larutan ekstrak yang berdifusi ke permukaan partikel padat. Dengan cara ini tinggi konsentrasi gradien antara larutan di kapiler dan padatan sekitar partikel yang dihasilkan. 4. Untuk ekstraksi multistage efisiensi yang baik dari setiap langkah dicapai jika jumlah miscella (= pelarut B ditambah zat diekstraksi C) adalah serendah mungkin.
2.2. Jenis-jenis Peralatan 2.2.1. Peralatan Ekstraksi Cair-cair
1. Single Step Mixer – Separator Jenis peralatan ekstraksi sederhana yang dapat dioperasikan secara terputus-putus atau terus menerus . Transfer zat aktif dari satu fase ke fase yang lainnya terjadi di mixer dan pemisahan dua fase dilakukan di separator oleh bantuan gaya gravitasi . Keuntungan : efisiensi tinggi per langkah , daerah operasi yang tinggi ,
tingkat peralatan rendah , insensible untuk zat tersuspensi . Kekurangan : luas tanah yang tinggi diperlukan , biaya pelarut tinggi (
karena volume tinggi ) , energi tinggi
11
Gambar 1 : single step mixer settler
2. Mixer - Settle Cascade Pada tahap pencampuran pelarut tak larut dan pakan zat terlarut pembawa dibawa ke dalam kontak, tetesan terbentuk dengan mencampur, dan zat terlarut yang diinginkan (s) yang diambil oleh pelarut. Keuntungan : Terpercaya meningkatkan teknik, dapat menangani tingkat
aliran
tinggi,
Ideal
untuk
proses
transfer
massa
lambat,
Intens
pencampuran, sehingga tetesan kecil untuk perpindahan massa baik Kekurangan : sejumlah besar ruang lantai diperlukan, Hanya sistem
dengan beberapa tahapan yang ekonomis, sejumlah besar bahan berharga, seperti pelarut, diikat selama proses tersebut, konservasi pelarut miskin
.
Ada 2 jenis Mixer settle Cascade :
Untuk tipe kotak, pencampuran dan menetap zona dipisahkan oleh pelat
12
Untuk tipe tower menggunakan single step yang berada satu tingkat diatas yang lain sehingga membutuhkan sedikit luas area tanah
Gambar 2 : Box type of a mixer settler cascade
Gambar 3 : tower type of a mixer settler cascade
3. Extractors Centrifugal Ekstraktor
sentrifugal
ini
memanfaatkan
gaya
sentrifugal
untuk
memisahkan fasa dimana prinsip kerjaya dari drum berputar di mana fase yang lebih berat diangkut ke pinggiran dan fase ringan diangkut ke pusat. Dimana pelarut memiliki selektivitas yang tinggi dan hanya mempunyai perbedaan kerapatan yang sangat kecil dengan bahan ekstraksi.
13
Keuntungan : melewati puts tinggi , jumlah biaya pelarut rendah dan
waktu yang dibutuhkan singkat dengan cepat mencapai kesetimbangan. Kekurangan : biaya tinggi untuk investasi dan operasi Piring extractor (
gambar 4 ) ada dari zona pencampuran dan pemisahan terdapat banyak plate coned yang terletak lubang-lubang di plate
untuk cairan di atas
mengalir . Penggunaan : industri farmasi ( ekstraksi antibiotik ) , ekstraksi esens dan senyawa aroma
Gambar 4 : centrifugal extractor
4. Kolom Semprot (Spray Column) Pada kolom semprot, fasa ringan hanya didistribusikan satu kali oleh suatu perlengkapan pendistribusi (alat penyemprot) yang berada di ujung bawah kolom. Tetes-tetes yang terbentuk bergelembung menerobos fasa berat dan berkumpul menjadi satu pada ujung atas kolom.
14
Gambar 5 : spray column
5. Kolom Pelat Saringan (Seive Plate Column) Dalam kolom pelat ayak, fasa ringan yang berkumpul dibawah setiap pelat ayak didorong ke atas oleh fasa berat melalui lubang-lubang pelat dan pada saat yang sama terpecah menjadi tetes-tetesan. Fasa berat akan mengalir melalui pipa penyalur ke pelat dibawahnya.
Gambar 6 : kolom pelat saringan
15
6. Kolom Denyut ( Pulsating Column) Kolom denyut adalah kolom pelat ayak dan kolom benda pengisi, yang seluruh cairannya dibuat berosilasi terus-menerus dengan bantuan pompa torak atau pompa membran. pompa ini dihubungkan melalui dinding dibagian bawah kolom. Sebagai efek denyut, fasa rinagan terdesak melalui lubang-lubang pelat ayak pada saat torak bergerak maju sehingga fasa ini terdistribusi dengan baik. Pada saat torak bergerak mundur, fasa berat dihisap ke bawah melalui lubang-lubang tersebut. Oleh karena itu, dibandingkan dengan kolom pelat ayak sederhana, kolom denyut memungkinkan perpindahan masaa yang lebih baik. Cara kerja yang serupa juga dimiliki oleh kolom getar. Dalam kolom ini bukan cairan yang digerak-gerakan, melainkan pelat ayak yang digantungkan pada sebuah batang yang berosilasi.
Gambar 7 : Kolom Denyut ( Pulsating Column)
16
2.2.2 Proses Leaching dan Peralatan 2.2.2.1 Ekstraksi bertahap
Dalam hal yang paling sederhana, bahan ekstraksi yang cair dicampur berulangkali dengan pelarut segar dalam sebuah tangki pengaduk (sebaiknya dengan saluran keluar dibagian bawah). Larutan ekstrak yang dihasilkan setiap kali dipisahkan dengan cara penjernihan (pengaruh gaya berat). Yang konstruksinya lebih menguntungkan bagi proses pencampuran dan pemisahan adalah tangki yang bagian bawahya runcing ( yang dilengkapi dengan perkakas pengaduk, penyalur bawah, maupun kaca intip yang tersebar pada seluruh ketinggiannya). Untuk ekstraksi bertahap terdapat dua metode yang yang tersedia yaitu: a. Proses penggantian: Bahan ekstraksi dikontakkan dengan pelarut segar dan ekstraksi berlangsung. Setelah itu underflow diselesaikan dan miscella ditarik. Kemudian underflow dikontakkan lagi dengan pelarut segar dan sebagainya. Kerugian: dengan bertambahnya waktu ekstraksi konsentrasi miscella
menurun dan oleh karena itu daur ulang pelarut menjadi lebih dan biaya lebih intensif. Aplikasi : bahan ekstraksi tidak memungkinkan terjadi proses lain, seperti
lumpur dan serbuk yang tidak dapat pelletised.
17
b. Proses pengayaan: Metode ini digunakan jika bahan baku menawarkan perkolasi properti. Dalam kebanyakan kasus aliran pelarut melawan arus underflow yang melalui peralatan dan dengan cara ini konsentrasi yang sangat tinggi dari ekstrak di miscella yang dilakukan. Keuntungan: biaya operasi yang lebih rendah dan lebih tinggi melalui put
dibandingkan dengan Proses penggantian. Peralatan dalam ekstraksi bertahap meliputi : 1. Pot extractor Ekstraktor memiliki volume 2 sampai 10 m 3 dan mixer terpasang diperlukan untuk menjamin pencampuran yang baik untuk pengobatan bahan halus. untuk terstruktur bahan mixer hanya digunakan untuk penguapan pelarut dan untuk mengosongkan ekstraktor. 2. Rotating extractor Extractor diisi dengan bahan ekstraksi dan pelarut dan mulai kemudian memutar. Instalasi cacing pemanasan dan penggunaan jaket ganda memberikan kemungkinan untuk menguapkan pelarut pada akhir siklus ekstraksi. Oleh menggunakan bentuk khusus dari cacing pemanasan mereka dapat bertindak sebagai mixer selama periode ekstraksi. Keuntungan dari extractors terputus adalah konstruksi sederhana dan kuat aparat. Kekurangan adalah terbatasnya kapasitas dan output terputus produk.
18
Gambar 8 : Pot extractor (a) dan berputar extractor (b)
2.2.1.1 Ekstraksi Kontinue
Prinsip kerja ekstraksi teknik kontinue yaitu Di dalam soxhlet terjadi aliran kontinue ( terus menerus ) dari pelarut melalui zat yang akan diekstraksi dan Pelarut yang telah membawa zat yang terekstrak, diuapkan, kemudian didinginkan, sehingga dapat digunakan lagi. Cara kerja ekstraksi yaitu : 1. Labu alas bulat di hubungkan dengan ekstraktor soxhlet dan dimasukkan ke dalam penangas air. 2. Sampel padat ( zat yang akan diekstraksi ) dihaluskan, dibungkus dengan kertas saring, kemudian dimasukkan ke dalam ekstraktor soxhlet. 3. Tuang pelarut organik ke dalam ekstraktor soklet sampai penuh sehingga pelarut akan mengalir turun ke dalam labu alas bulat (lakukan 2x). 4. Setelah selesai, hubungkan ekstraktor soxhlet dengan pendingin. 5. Kemudian dipanaskan. Ketika pelarut mendidih, uapnya ak an naik. 6. ketika masuk ke pendingin , uap dari pelarut akan mengembun menjadi cair dan menetes ke dalam soxhlet yang ada zat yang akan diekstrak. 7. Zat yang dinginkan akan larut.
19
8. Jika larutan pada alat soxhlet akan turun melalui pipa. Larutan akan mengalir ke bawah dan masuk kembali ke labu alas bulat. 9. Proses tersebut terjadi secara berulang – ulang. 10. Pemanasan dilakukan sampailarutan di dalam soxhlet terlihat bening.
Gambar 9 : Ekstraksi Kontinue
Peralatan ekstraksi kontinue yaitu : 1. Extractor horisontal kontinue (belt extractor) Prinsip kerja : pada ekstraktor ini, bahan ekstraksi diumpankan secara kontinu di atas sabuk ayak yang melingkar. Dimana di sepanjang sabuk bahan dibasahi oleh pelarut atau larutan ekstrak dengan konsentrasi yang meningkat dan arah aliran berlawanan dengan aliran material padatan. Setelah itu bahan dikeluarkan dari ekstraktor.
20
Gambar 10 : E xtractor horisontal kontinue (belt extractor)
2. Hildebrandt extractor
Gambar 11 : H ildebrandt extractor
Bahan padat diekstrak sesuai dengan metode perendaman. konveyor sekrup yang dipasang di extractor untuk mengangkut material padat. Aliran solvent berlawanan dengan material padatan yang melalui ekstraktor.
21
3. Bonotto ekstraktor
Gambar 12 : Bonotto ekstraktor
Digunakan untuk ekstraksi dengan arah yang berlawanan saat mengikuti perendaman method. Bahan padat diangkut oleh mixer pada baki sampai mencapai bagian terbuka di mana bahan padat jatuh di nampan berikutnya. conveyor sekrup pada outlet menarik bahan padat diekstrak (underflow) dan mencegah keluarnya padatan dari ekstraktor. 4. Bollmann extractor Pelarut segar yang ditambahkan selama gerakan ke atas dari keranjang sehingga bahwa bagian ini beroperasi secara berlawanan. Padatan yang sudah dimuat ditarik dari bagian bawah extractor dan memasuki bawah bergerak keranjang sehingga ini bagian dari operasi ekstraktor secara searah. Miscella penuh ditarik di bagian bawah extractor.
22
Gambar 13 : B ollmann extractor
5. Kennedy extractor Bahan padat diangkut oleh dayung dari satu ruang ke yang berikutnya dan ini cara berlawanan untuk menuju solvent. Ruangan di mana miscella ditarik digunakan sebagai langkah filtrasi, di mana partikel halus yang dipisahkan dari larutan ekstrak.
Gambar 14 : Kennedy extractor
23
6. Rotocel (carousel extractor) Extractor ini ada dari nampan tetap dan dari roda bintang berputar, yang menghasilkan ruang ekstraksi tunggal. bahan padat diisi ruang pertama dan menghubungi dengan pelarut preloaded menurut metode perkolasi. Pada interval waktu tertentu input pelarut dihentikan selama interval waktu tertentu miscella bisa drop down dari bahan padat, maka roda bintang berputar ternyata posisi berikutnya dan masukan pelarut dimulai lagi. aliran arus balik dari pelarut dicapai dengan memompa pelarut dari satu
langkah
yang
bertentangan
sebelah
aliran
padat.
untuk
menghilangkan bahan padat dalam satu segmen tidak ada baki dipasang sehingga padatan jatuh dan ditarik.
Gambar 15 :
Rotocel (carousel extractor)
24
7. Lurgi extractor Extractor ini ada dari sabuk bingkai yang terletak pada bagian atas dan bawah dari ekstraktor pada sabuk saringan. sabuk saringan adalah bagian bawah ruang ekstraksi. saringan sabuk atas lebih pendek dari sabuk bingkai sehingga pada bagian bawah untuk ruang ekstraksi ada dan bahan padatan jatuh di ruang. bagian atas dan bawah dari ekstraktor dipisahkan sehingga miscella dapat dikumpulkan secara terpisah dan diangkut ke langkah sebelumnya, mewujudkan aliran arus counter.
Gambar 16 : Lurgi extractor
8. Desmet extractor input dari bahan padat dilakukan dengan kunci tekanan dan bahan padat terletak pada sabuk saringan. ketinggian lapisan padat diatur oleh sepotong geser. setelah dropping zone underflow ditarik oleh kunci. karena sistem tertutup itu adalah keuntungan dari extractor Desmet yang dapat dioperasikan pada tekanan yang lebih tinggi dan oleh karena itu pada suhu yang lebih tinggi.
25
Gambar 17 :
Desmet extractor
2.3. Aplikasi Ekstraksi dan Leaching dalam Industri 2.3.1 Ekstraksi Pada Industri Sawit
Oil Clarifier
Minyak sawit yang didapatkan dari expeller masih berupa minyak kental karena mengandung partikel padat yang berwujud seperti lumpur dan susah dipisahkan dari minyak. Berbagai metoda telah digunakan oleh banyak ilmuwan untuk memisahkan padatan dari minyak, tetapi cara yang paling efektif adalah menambahkan banyak air pada minyak. Penambahan ini akan memisahkan minyak bening ke atas dan air bersama kotoran ke bawah. Alat berupa dua silinder, dengan satu silinder lebih kecil berada di dalam silinder yang lebih besar. Minyak dimasukkan kedalam silinder yang besar
26
melalui bagian bawahnya. Minyak beningan akan naik ketas, seiring penambahan minyak ke dalam silinder besar. Minyak bening dari silinder besar selanjutnya mengisi silinder kecil dan dikeluarkan melaui bagian bawah silinder kecil. Minyak ini kemudian dipanaskan untuk mengurangi kadar air dan didapatkan CPO.
Singgle/double Srew
Proses Ekstraksi Minyak dengan cara pengempaan menggunakan single/double Screw pada tekanan 40-50 Bar. Fungsi dari alat ini adalah untuk proses pengepresan buah sawit yang telah dilumatkan menjadi minyak sawit kasar (minyak yang belum di murnikan).
27
Vakum Dryer
Vacum dryer adalah alat yang berfungsi untuk memisahkan air dari minyak dengan cara penguapan dalam kondisi hampa udara. Hasil yang diharapkan dari proses ini adalah minyak dengan kadar air 0,1 – 0,15% dan kadar kotoran 0,013 – 0,015%. Melalui tangki apung (float tank) inilah yang mengatur jumlah minyak, pertama minyak dialirkan ke vacum drayer.Minyak terhisap kedalam tabung melalui pemercikan (nozzle) karena adanya hampa udara dan minyak terpencar kedalam tabung hampa. 2.3.1 Ekstraksi Pada Industri Oleoresin dari Cassia Vera
Alat ekstraksi oleoresin ini merupakan alat yang praktis dan menggunakan teknologi sederhana yang dapat diaplikasikan pada industri kecil dan menengah dalam upaya meningkatkan nilai tambah dan diversifikasi produk cassia vera. Sistem yang digunakan pada unit ini yaitu mekanisme dengan pemanasan
yang
diatur
menggunakan
thermostat
dan
pengadukan
menggunakan motor penggerak berpengaduk. Ekstraksi dilakukan didalam silinder dengan volume 50 liter.Mekanisme penyaringan dilakukan dengan
28
pengaturan pemakuman melalui kran-kran dan vakum meter.Penyaringan menggunakan kompressor yang dimodifikasi dari outletnya dengan meteran vakum memakai motor penggerak. Hasil uji coba dari 4 kg bahan memerlukan waktu penyaringan 50 menit, tekanan rata-rata 10 cm Hg dan dapat menyaring sebanyak 560 ml.Sistem penyulingan vakum ini dilakukan dengan pengaturan pemanasan memakai thermostat dan pemakukan memakai pompa vakum. 2.3.1 Ekstraksi Pada Industri Obat – Obatan
Untuk meningkatkan kualitas produk yang dihasilkan serta menyediakan bahan baku obat herbal berkualitas terbaik menggunakan 3 tahapan dalam proses ekstraksi yaitu Perkolasi, Evaporasi dan Drying . Perkolasi bertujuan untuk mengambil sari/kandungan bahan aktif dari rempah – rempah dengan menggunakan pelarut yang sesuai sehingga didapat ekstrak cair. Proses ini dilakukan secara berkesinambungan sehingga menjamin kandungan bahan aktifnya optimal. Kapasitas perkolasi ini adalah 4 x 2000 liter sehingga dapat memproses 40 – 50 ton rempah kering per bulan.
29
2.3.1 Ekstraksi Pada Industri Kopi
Ekstraksi menggunakan pelarut air. Proses ektraksi pada industri kopi siap saji menggunakan ekstraksi bach. Ekstraksi batch atau ekstraksi bertahap merupakan cara yang paling sederhana. Caranya cukup dengan menambahkan pelarut pengekstrak yang tidak tercampur dengan pelarut semula kemudian dilakukan pengontakkan sehingga terjadi keseimbangan konsentrasi zat yang akan di ektraksi pada kedua lapisan, setelah setelah ini di dapatkan lapisan didiamkan dan di pisahkan. Sistem ini terdiri dari beberapa unit pengontak bach yang disusun berderet atau dalam lingkaran yang di kenal sebgai rangkaian ekstraksi (ektraction batrrey). Di dalam sisitem ini, padatan dibiarkan stasioner dalam setiap tnagki dan dikontakkan dengan beberapa
larutan yang konsentrasinya makin
menurun. Padatan yang hampir tidak mengandung solut meninggalkan rangkaian setelah dikontakkan dnega pelarut baru, sedangkan larutan pekat
30
sbeelum keluar dari rangkaian terelebih dahulu dikontakkan dnegan padata baru di dalam tangki yang lain. Prosesnya melalui dua tahap yaitu Perkolasi (dingin) dan Ekstraksi ( panas).
Perlokasi (dingin) Penyaringan zat aktif yang dilakukan dengan cara serbuk kopi dimaserasi selama 3 jam, kemudian serbuk kopi di pindahkan ke dalam bejana silinder yang bagian bawahnya diberi sekat berpori, cairan pelarut (air) dialirkan dari atas ke bawah melalui serbuk kopi tersebut, cairan penyari akan melarutkan zat aktis dalam sel-sel serbuk kopi yang dilalui sampai keadaan jenuh. Gerakan ke bawah disebabkan oleh karena grafitasi, kohesi, dan berat cairan diatas dikurangi gaya kapiler yang menahan gerakan ke bawah perkolat yang di peroleh di kumpulkan lalu di pekatkan.
Ekstraksi (panas) Ekstraksi bubuk kopi di lakukan secara bach dalam kolom dengan sirkulasi pelarut air perbandingan 1/3,5 pada suhu 80 oC, selama 45 menit. sisa bubuk hasil pelarutan di kempa secara manual untuk mengekstrak komponen kopi yang masih tertinggal. Kisaran rendemen ekstraksi antara 30-32 % (berat). Sisa bubuk kopi merupakan limbah untuk di olah menjadi biogas.
31
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan zat yang dapat melarut (solut) dari suatu campurannya dengan padatanyang tidak dapat larut (inert) dengan menggunakan pelarut cair (solven). pelarut tidak hanya larut dengan parsialpadatan atau cairan tetapi dapat melalui kontak intensif aktif transfer agent dari campuran padatan atau cair (rafinat) ke dalam pelarut (ekstrak). Ekstraksi ada 2 macam, yaitu ekstraksi padat-cair dan ekstraksi cair-cair. Proses ekstraksi biasa terjadi pada industri sawit, industri oleoresin dari cassia vera, industri obat-obatan dan industri kopi.
32
