Pengecilan Ukuran

Pengecilan Ukuran

                        Mengecilkan ukuran berarti membagi-bagi suatu bahan padat menjadi bagian yang lebih kecil dgn menggunakan gaya gaya mekanis.Tergantung dari besarnya bahan-bahan padat yang dihasilkan, pengecilan ukuran di bedakan atas pengecilan kasar(memecah) dan pengecilan halus(menggiling).

Tujuan Pengecilan ukuran:

    Pengecilan ukuran di tujukan untuk mereduksi ukuran suatu padatan agar diperoleh luas permukaan yang lebih besar.

Perbesaran luas permukaan dimaksudkan agar:

1.Mempercepat pelarutan

2.Mempercepat reaksi kimia

3.Mempertinggi kemampuan penyerapan

4.Menambah kekuatan warna

Pengecilan ukuran antara lain dapat menyebabkan bahan-bahan padat menjadi:

-Dapat diangkut dengan lebih mudah

-Mempunyai bentuk komersial yang lebih baik

-Lebih mudah diproses lanjut.

Dasar dasar pengecilan ukuran:

1.Pemecahan suatu partikel padatan

            Dapat berwujud gaya gaya mekanis seperti Memukul(palu),menekan(pemecah buah kenari),menggesek(Penggerus),menumbuk(lemparan ke dinding),dan memotong(gunting)

Masing-masing metode ini hanya dapat digunakan secara terbatas,yaitu hanya untuk bahan dengan sifat-sifat tertentu.Cara yang dapat digunakan untuk bahan yang:

-Keras,setengah keras dan rapuh ialah pemukulan

-Keras,setengah keras,rapuh dan lunak ialah penekanan

-Lunak ialah penggesekan

-Setengah keras,lunak dan peka terhadap panas ialah penumbukan

-Lunak,kenyaldan berserat ialah pemotongan.

Ukuran butir dan derajat pengecilan

 

I.Pengecilan Kasar(Pemecahan)

            Pengecilan secara kasar pada umumnya digunakan alat pemecah.Alat pemecah ini berupa mesin-mesin dengan konstruksi yang sangat masif.Potongan-potongan bahan di kecilkan dengan di tekan.Tergantung dari ukuran butir yang ingin di capai,dapat digunakan alat pemecah kasar(100-10 mm)atau alat pemecah halus(10-1 mm)

  Prinsip Kerja alat jaw crusher

            Bahan yang akan dipecahkan di masukkan dari tanda panah biru(kecil), kemudian di tekan oleh rahang gerak(yang ditunjukkan oleh tanda biru yang tebal) dengan adanya tekanan dari rahang gerak maka bahan akan hancur.

Prinsip Kerja alat cam crusher:

            Pada sebuah poros terpasang perkakas pemecah berbentu bilah-bilah yang di susun berseberangan menyerupai baling-baling.Ketika poros berputar,bilah-bilah tersebut masuk diantara kisi pemecah sehingga bahan yang akan di kecilkan ukurannya akan tergencet dan terpotong.

Prinsip kerja alat double roll mill:

            Dua rol penggilas yang permukaannya licin,kasar atau berduri berputar berlawanan pada jarak yang dekat.

Bahan yang akan dihaluskan di masukkan dari atas(panah yang berwarna kuning),kemudian dua rol yang bergerak berlawanan menghancurkan bahan, kemudian di dapatkan hasil yang halus (yang keluar dari bawah rol).

II.Pengecilan Halus(Penggilingan)

                        Untuk tujuan pengecilan halus di gunakan alat penggiling.Dalam hal ini metode mekanis dasar,seperti memukul,menggesek,menumbuk dan sebagainya digunakan secara bersama-sama atau sendiri-sendiri.Tergantung pada ukuran butir yang ingin di capai,dikenal beberapa operasi penggilingan.

-         Penggilingan kasar(1-0.1 mm)

-         Penggilingan Halus(0.1-0.01 mm)

-         Penggilingan sangat halus(0.01-0.001 mm)

-         Penggilingan koloidal(<0.001 mm)

Ion Exchanger (alat penukar i0n)

Ion Exchanger (alat penukar i0n)

Alat Penukar ion (Ion Exchanger)

•      Pertukaran ion merupakan suatu metode yang digunakan untuk memisahkan ion-ion yang tidak dikehendaki berada dalam larutan , untuk dipindahkan kedalam media padat yang disebut dengan media penukar ion, dimana media penukar ion ini melepaskan ion lain kedalam larutan.

•      Sedangkan untuk alatnya disebut ion exchanger.

            Mekanisme Pertukaran Ion :

            Jika suatu larutan yang mengandung anion atau kation dikontakkan dengan media penukar ion, maka akan terjadi pertukaran anion dengan mekanisme reaksi sebagai berikut :

1)    Mekanisme pertukaran anion

            A^-+ R⁺ B^- => B^- + R⁺ A^-

2. Mekanisme pertukaran kation

            A⁺ + R^- B⁺ => B⁺ + R^- A⁺

            A = ion yang akan dipisahkan

                        ( pada larutan )

            B = ion yang menggantikan ion A

                        (pada padatan/media penukar ion )

            R= bagian ionic / gugus fungsional pada         penukar ion.

Resin

q Resin penukar ion ( ion exchange ) yang merupakan media penukar ion sintetis pertama kali dikembangkan oleh Adam dan Holmes. Penemuan ini membuka jalan pembuatan resin hasil polimerisasi styrene dan divinil benzena. Bentuk resin penukar ion ini bermacam – macam yaitu dapat berupa butiran, powder, membrane atau fiber.

q Sifat-sifat resin yang baik adalah sebagai berikut:

            a. Mempunyai kapasitas ikatan silang yang            kuat yang dapat menghilangkan sejumlah      ion tertentu

            b. Resin dengan ukuran partikel kecil akan             semakin baik, sebab dibutuhkan luas    kontak           yang besar

            c. Resin mempunyai stabilitas yang dapat   digunakan dalam waktu yang lama, tidak mudah aus/rusak dalam regenerasi.

            Ion Exchange sebagai water softening

            Aplikasi ion exchanger sebagai water softener merupakan fungsi umum dan digunakan sangat luas di industri yang memerlukan soft water untuk proses dan bahan baku boiler . Air baku yang tingkat ke-sadahan-nya (hardness) tinggi karena kandungan kalsium dan magnesium harus diturunkan dengan cara menggantikannya dengan muatan ion sodium yang terdapat pada resin.

            Proses pertukaran ion terus berjalan sampai tercapai equilibrium dan jenuh dan sesudah kondisi resin jenuh maka segera dilakukan re-generasi dengan dicuci dengan air yang mengandung garam NaCl tinggi.

            Sebagai media purifikasi

            Dalam hal penggunaan media ion exchange sebagai purifier misalnya untuk mengangkat bahan- bahan beracun yang dibawa oleh fluida tertentu, maka ion exchanger dapat mengambil ion-ion logam berat seperti Cadmium, Lead dan Copper dan menggantikannya dengan ion-ion garam sodium dan potassium.

Jenis Resin:

•      Kation Asam Kuat, dinamakan demikian karena sifat kimia nya mirip dengan asam kuat. Resin sangat terionisasi di kedua asam (R-SO3H) dan garam (R-SO3Na). Mereka dapat mengkonversi garam logam dengan asam yang sesuai dengan reaksi:

2(R-SO3H)+ NiCl2 --> (R-SO4),Ni+ 2HCI (5) 2 (R-SO3H) + NiCl2 -> (R-SO4), Ni + 2HCI (5)

•      Kation Asam Lemah cekungan. Dalam resin asam lemah. kelompok terionisasi adalah asam karboksilat (COOH) sebagai lawan dari kelompok asam sulfonat (SO3H) digunakan dalam resin asam kuat. Resin ini berperilaku mirip dengan asam organik lemah yang terdisosiasi.

•      Resin Anion Basa kuat. Seperti resin asam kuat. resin dasar yang kuat sangat terionisasi dan dapat digunakan selama rentang pH seluruh. Resin ini digunakan dalam hidroksida (OH) bentuk untuk deionisasi air. Mereka akan bereaksi dengan anion dalam larutan dan dapat mengkonversi solusi asam untuk air murni:

R--NH3OH+ HCl -> R-NH3Cl + HOH (6) R - NH3OH + HCl -> R-NH3Cl + HoH (6)

Regenerasi dengan sodium hidroksida pekat (NaOH) mengubah resin kelelahan ke bentuk hidroksida.

Aplikasi Ion Exchange pada pengolahan air:

1.     Water softener (Menghilangkan hardness)

                        - Dengan Resin kation

2. Penghilang organik atau nitrat

                        - Dengan Resin anion

3. Deionisasi / Demineralisasi (menghilangkan unsur positif dan negatif).

                        - Dengan gabungan Resin anion dan kation

Keunggulan Ion Exchange:

1.     Mengurangi / menghilangkan unsur inorganik dengan baik.

2.     Bisa diregenarikan kembali.

3.     Dapat digunakan untuk flowrate / debit yang berfluktuasi.

4.     Jenis resin yang bervariasi, setiap jenis resin dapat digunakan untuk menghilangkan unsur/kontaminan tertentu.

5.     Untuk kualitas air baku dengan TDS < 500 ppm merupakan pilihan dan operasi lebih murah.

Kekurangan Ion Exchange:

1.     Semakin tinggi TDS semakin tinggi biaya operasional.

2.     Tidak menghilangkan partikel, bakteri dan pyrogen.

3.     Diperlukan pretreatment untuk hampir setiap bahan baku.

4.     Sensitif terhadap keberadaan unsur lain dengan polaritas yang hampir sama.

5.     Media resin berpotensi menjadi tempat berkembang biak bakteri.

EKSTRAKSI

EKSTRAKSI

                Ekstraksi adalah pemisahan satu atau beberapa bahan dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut. Pemisahan terjadi atas dasar kemampuan larut yang berbeda dari komponen-komponen dalam campuran.

JENIS-JENIS EKSTRAKSI:

q  Ekstraksi Padat – Cair

        Satu atau beberapa komponen yang dapat larut dipisahkan dari bahan padat dengan bantuan pelarut.

q   Ekstraksi Cair – Cair

        Satu komponen bahan atau lebih dari suatu campuran dipisahkan dengan bantuan pelarut

FAKTOR-FAKTOR PEMILIHAN PELARUT:

q  Selektivitas

q   Kelarutan

q   Kemampuan tidak saling bercampur

q   Kerapatan

q  Reaktivitas

q  Titik didih

q  Tersedia dalam jumlah besar

q  Murah

q  Tidak beracun

q  dll

ISTILAH-ISTILAH DALAM EKSTRAKSI:

• Bahan ekstraksi

     campuran bahan yang akan diekstraksi

•  Pelarut

    cairan yang digunakan untuk melangsungkan ekstraksi

• Ekstrak

        bahan yang dipisahkan dari bahan ekstraksi

• Larutan ekstrak

        Pelarut setelah proses pengambilan ekstrak

• Rafinat (residu ekstraksi)

        bahan ekstraksi setelah diambil ekstraknya

• Ekstraktor

        Alat ekstraksi

• Ekstraksi padat-cair

        Ekstraksi dari bahan yang padat

• Ekstraksi cair-cair

        ekstraksi dari bahan ektraksi yang cair

ALAT-ALAT EKSTRAKSI:

• Ekstraktor Keranjang (Bucket-wheel Extractor)
• Ekstraktor Keranjang Putar(Rotary Extractor)
• Ekstraktor Sabuk (Belt Extractor)
• Kolom Ekstraksi

                   - Kolom Semprot (Spray Column)

                   - Kolom Pelat Ayak (Reciprocating Plate Column)

                   - Kolom Benda Pengisi (Pucked Column)

                   - Kolom Denyut (Pulsating Column)

                   - Kolom Rotasi (Rotary Column)

• Perangkat Pencampur-pemisah (Mixer Settler)
• Ekstraktor Sentrifugal

GAYA DORONG PROSES EKSTRAKSI:

                Perbedaan konsentrasi ekstrak didalam bahan ekstraksi dan pelarut

ž  Ketika proses ekstraksi, bahan ekstraksi dicampur dengan pelarut, sehingga pelarut menembus kapiler-kapiler dalam bahan padat dan melarutkan ekstrak.

ž  Larutan ekstrak dengan konsentrasi tinggi terbentuk dengan cara difusi

Contoh sederhana : Ekstraksi kopi dengan air panas

ž  Ekstraksi lebih ekonomis bila menggunakan multi tahap, tetapi kerugiannya konsentrasi larutan ekstrak makin lama makin rendah, dan jumlah total pelarut yang dibutuhkan besar

ž  Ekstraksi lebih ekonomis menggunakan kntak lawan arah baik secara kontinu maupun batch karena dapat menghemat pelarut

ALAT YANG DIGUNAKAN:

EKSTRAKTOR KERANJANG (BUCKET-WHEEL EXTRACTOR)

EKSTRAKTOR KERANJANG PUTAR (ROTARY EXTRACTOR)

EKSTRAKTOR SABUK (BELT EXTRACTOR)

MIXER SETTLER

EKSTRAKTOR SENTRIFUGAL

KOLOM SEMPROT (SPRAY COLUMN)

KOLOM PELAT AYAK (RECIPROCATING PLATE COLUMN)

KOLOM DENYUT (PULSATING COLUMN)

KOLOM ROTASI (ROTARY COLUMN)