Leaching pelarutan terarah satu atau lebih senyawaan dari campuran padatan dengan cara mengontakkan dengan pelarut cair. Pelarut melarutkan sebagian bahan padatan sehingga bahan terlarut yang diinginkan dapat diperoleh.
Leaching
pelarutan terarah satu atau lebih senyawaan dari campuran padatan dengan cara mengontakkan dengan pelarut cair. Pelarut melarutkan sebagian bahan padatan sehingga bahan terlarut yang diinginkan dapat diperoleh.
Pemakai teknologi leaching
Industri logam untuk memisahkan mineral dari bijih dan batuan (pelarut asam membuat garam logam terlarut):
Cu dengan H2SO4 atau NH3
Co & Ni dgn campuran H2SO4-NH3-O2
Au dengan HCN
Pemakai teknologi leaching Pabrik gula saat memisahkan gula dari
bit (air sebagai pelarut) Industri minyak goreng untuk
memisahkan minyak dari kedelai, kacang, biji matahari, biji kapas, dll. (pelarut hexana, aseton, eter atau organik sejenis)
Pemakai teknologi leaching Industri farmasi: mengambil kandungan
obat dari dedaunan, akar dan batang Konsep dasar leaching juga dipakai
pada lingkungan kita. Misalnya: erosi unsur hara oleh air hujan, saat kita menyeduh teh atau kopi di pagi hari
Prinsip kerja leaching Leaching bisa dilakukan dengan sistem
batch, semibatch, atau continuous Biasanya dilakukan pada suhu tinggi
untuk meningkatkan kelarutan solut di dalam pelarut
Perhitungan melibatkan 3 komponen (padatan, pelarut, solut)
Aliran crosscurrent atau countercurrent Umum juga dirancukan istilahnya dengan
“ekstraksi” atau alatnya “ekstraktor”
Prinsip kerja leaching Asupan umumnya padatan, terdiri dari:
bahan pembawa tak larut dan (biasanya yang diinginkan) senyawa dapat-larut
Bahan yang diinginkan akan larut (to some extent) dan keluar dari unit leaching sebagai overflow.
Prinsip kerja leaching Padatan keluar sebagai underflow, yang
biasanya basah, sehingga campuran pelarut/solut mixture terbawa juga
Persentasi solut yang dapat dipisahkan dari padatan basah/kering disebut rendemen
Persiapan Bahan Organik dan Inorganik
Bergantung pd kontak pelarut dengan solut Memperkecil padatan > memperluas permukaan
kontak (grinding) Bahan Nabati dan Hewani
Solut berada dalam sel > tidak mungkin memecah hingga ukuran sel
Cukup membelah hingga pelarut mudah mendorong solut dan dinding sel menahan albumin dan koloid lain yang tidak diinginkan
Mengeringkan dedaunan dpt menghancurkan dinding sel sehingga minyak nabati dapat terakses oleh pelarut
Laju Leaching Laju perpindahan massa
Akumulasi
Diintegrasikan, diperoleh:
A = permukaan kontak, kL adalah koefisien perpindahan
)( AASLA cckA
N
tVAk
AAS
AAS Lecc
cc )/(
0
)( AASLAA ccAkN
dt
Vdc
Cth 1: Batch LeachingS: Partikel berdiameter rata-rata 2 mm dileaching dengan
alat batch dan pelarut dalam jumlah besar. Dibutuhkan waktu 3,11 jam utuk meleaching 80% solut dari padatan. Difusi sebagai pengendali dan efektivitas difusi konstan. Tentukan waktu yag diperlukan untuk mereduksi hingga diameter 1,55 mm.
J: Deff t/r2= constanta, karena Deff konstan, maka
Sehingga t2 dapat dicari
21
22
1
2
r
r
t
t
Hubungan kesetimbangan
Cairan overflowpelarut murni pada input, N= 0 & xA= 0
Cairan pada slurrypadatan masuk yA=1
& N = inert padatan/solut
larutn
padat
massa
massaN
CA
AA mm
mx
CA
AA mm
my
Diagram fasa
N
0 1,0XA, yA
XA
1,0
1,0
0
underflow
overflow0 1,0XA, yA
XA
1,0
1,0
0
0 1,0XA, yA
XA
1,0
1,0
0
N vs yA
N vs xA
Tie lineTie line
Perhatikan
Perbedaan notasi dengan ekstraksi: y = komposisi solut pd larutan dlm slurry, V = volum larutan, x = komposisi solut pada V, L = volum larutan pd slurry. Tambahan notasi: B = volum padatan pd slurry N = Rasio B/L
Leaching satu tahap
0 1,0XAM
XA
1,0
1,0
0
M
L1
L0
V1
V2
NM
NM
V2, x2
lumpur
L1, N1, y1, B
V1, x1
lumpur
L0, N0, y0, B
MM
AMAAAA
MNLNLNB
MxxVyLxVyL
MVLVL
1100
11112200
1120
XA
Cth 2: Satu tahap
Suatu mesin leaching mengolah masukan 100 kg kedelai yang mengandung 20% minyak dengan pelarut masuk sebesar 100 kg pelarut hexana murni.
Nilai N utk underflow dijaga pada angka 1,5. Tentukan komposisi keluaran under dan overflow (L1, V1).
V2, x2
lumpur
L1, N1, y1, B
V1, x1
lumpur
L0, N0, y0, B
Jawaban Soal Cth 2L0+B= 100kg, L0= 100x0,2 = 20kg,
yA0=1 B= 80kg, N0=4
N1 = 1,5 ; V2 = 100, xA2 = 0, (xC2 = 1),maka dapat dihitung:N0L0 = N1L1 = B L1 = B/N1 = 80/1,5 = 53,3 kg
L0+V2 = L1+V1 = M V1 = L0+V2 -L1
= 100 + 20 - 53,3 = 66,7
Dalam bentuk grafik, maka kita dapat pula memperoleh harga L1 serta V1 dengan cara megukur perbandingan panjang tangan pengungkit masing-masing.
0 0,5
xA, yA
M
L1
L0
V1
V2
1
N 2
3
4
1
N vs. yA
N vs. xA
Tahap jamak
0 1,0
M
L1
L0
V1
N
01
0011
011
111100
110
/1
1
LVL
yLxVy
LLVx
xVyLxVyL
VLVL
nn
nn
nnnn
nn
VN+1
LN
V2
L2
V3
L3
V4
L4
M = mixturexA, yA
Tahap jamak
10
00
10
1
11
10
1100
00
111100
112110
110
......
VL
LN
VL
BN
VL
xVyL
VL
xVyLx
MNLNLNB
xVyLxVyL
VLVLVLVL
MVLVL
NN
ANNANNAAA
MNN
AANNANNA
NNnn
NN
Cth 3: Tahap JamakS: Suatu ekstraktor countercurrent
dengan pelarut benzen murni mengolah masukan 2000 kg/jam inert solid meal (B) yg mengandung 800kg minyak dan 50kg benzen. Pelarut masukan berisi 1310kg benzen dan 20kg minyak/jam. Keluaran lumpur mengandung 120 kg minyak.
Dari data eksperimen dengan menggunakan mesin leaching ygs serupa diperoleh data kesetimbangan N vs y spt pd tabel
Hitunglah jumlah dan konsentrasi keluaran proses dan jumlah tahapan yang diperlukan
N yA
2,00 0
1,98 0,1
1,94 0,2
1,89 0,3
1,82 0,4
1,75 0,5
1,68 0,6
1,61 0,7