I. TUJUAN PERCOBAAN
a. Mampu menjalankan peralatan ekstraksi dengan aman dan
benar.
b. Mampu memahami fenomena perpindahan massa
c. Mampu menghitung kalor terpakai dari kukus (steam) oleh
pemanasan pelarut.II. LANDASAN TEORIEkstraksi adalah pemisahan satu
atau beberapa bahan dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan
pelarut. Ekstraksi juga merupakan proses pemisahan satu atau lebih
komponen dari suatu campuran homogen menggunakan pelarut cair
(solven) sebagai separating agen. Pemisahan terjadi atas dasar
kemampuan larut yang berbeda dari komponen-komponen dalam campuran.
Ekstraksi padat cair atau leaching adalah transfer difusi komponen
terlarut dari padatan inert ke dalam pelarutnya. Proses ini
merupakan proses yang bersifat fisik karena komponen terlarut
kemudian dikembalikan lagi ke keadaan semula tanpa mengalami
perubahan kimiawi. Ekstraksi dari bahan padat dapat dilakukan jika
bahan yang diinginkan dapat larut dalam solven pengekstraksi.
Ekstraksi berkelanjutan diperlukan apabila padatan hanya sedikit
larut dalam pelarut. Namun sering juga digunakan pada padatan yang
larut karena efektivitasnya. [Lucas, Howard J, David Pressman.
Principles and Practice In Organic Chemistry].
Ada beberapa jenis metode operasi leaching, yaitu :1. Operasi
dengan sistem bertahap tunggal dalam metode ini pengontakan antara
padatan dan pelarut dilakukan sekaligus dan kemudian disusul dengan
pemisahan larutan dari padatan sisa. Cara ini jarang ditemui dalam
operasi industri, karena perolehan solute yang rendah.2. Operasi
kontinu dengan sistem bertahap banyak dengan aliran berlawanan
(countercurrent) dalam sistem ini aliran bawah dan atas mengalir
secara berlawanan. Operasi ini dimulai pada tahap pertama dengan
mengontakkan larutan pekat, yang merupakan aliran atas tahap kedua,
dan padatan baru, operasi berakhir pada tahap ke n (tahap
terakhir), dimana terjadi pencampuran antara pelarut baru dan
padatan yang berasal dari tahap ke-n (n-1). Sistem ini memungkinkan
didapatnya perolehan solute yang tinggi, sehingga banyak digunakan
di dalam industri (Treyball, 1985: 719).
Syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk mencapai unjuk kerja
ekstraksi atau kecepatan ekstraksi yang tinggi pada ekstraksi
padat-cair, yaitu:
Karena perpindahan massa berlangsung pada bidang kontak antara
fase padat dan fase cair, maka bahan itu perlu sekali memiliki
permukaan yang seluas mungkin.
Kecepatan alir pelarut sedapat mungkin besar dibandingkan dengan
laju alir bahan ekstraksi.
Suhu yang lebih tinggi (viskositas pelarut lebih rendah,
kelarutan ekstrak lebih besar) pada umumnya menguntungkan unjuk
kerja ekstraksi.
Ada empat faktor penting yang harus diperhatikan dalam operasi
ekstraksi:
1. Ukuran partikel
Ukuran partikel mempengaruhi kecepatan ekstraksi. Semakin kecil
ukuran partikel maka areal terbesar antara padatan terhadap cairan
memungkinkan terjadi kontak secara tepat. Semakin besar partikel,
maka cairan yang akan mendifusi akan memerlukan waktu yang relative
lama.
2. Faktor pengaduk
Semakin cepat laju putaran pengaduk partikel akan semakin
terdistribusi dalam permukaan kontak akan lebih luas terhadap
pelarut. Semakin lama waktu pengadukan berarti difusi dapat
berlangsung terus dan lama pengadukan harus dibatasi pada harga
optimum agar dapat optimum agar konsumsi energi tak terlalu besar.
Pengaruh faktor pengadukan ini hanya ada bila laju pelarutan
memungkinkan.
3. Temperatur
Pada banyak kasus, kelarutan material akan diekstraksi akan
meningkat dengan temperatur dan akan menambah kecepatan
ekstraksi.
4. Pelarut
Pemilihan pelarut yang baik adalah pelarut yang sesuai dengan
viskositas yang cukup rendah agar sirkulasinya bebas. Umumnya
pelarut murni akan digunakan meskipun dalam operasi ekstraksi
konsentrasi dari solute akan meningkat dan kecepatan reaksi akan
melambat, karena gradien konsentrasi akan hilang dan cairan akan
semakin viskos pada umumnya (Coulson, 1955: 721). Dalam biologi dan
proses pembuatan makanan, banyak produk yang dipisahkan dari
struktur alaminya menggunakan ekstraksi cair-padat. Proses
terpenting dalam pembuatan gula, leaching dari umbi-umbian dengan
produksi minyak tumbuhan, pelarut organic seperti hexane, acetone,
dan lainnya digunakan untuk mengekstrak minyak dari kacang kedelai,
biji bunga tumbuhan dan lain-lain. Dalam industri farmasi, banyak
produk obat-obatan diperoleh dari leaching akar tanaman, daun dan
batang. Untuk produksi kopi instan, kopi yang sudah dipanggang di
leaching dengan air segar. Teh dapat larut diproduksi dengan
menggunakan pelarut air dan daun teh (Geankoplis, 1997:
724-725).
III. PERCOBAAN3.1 Alat dan Bahan
Tabel 1. Alat dan BahanAlat yang digunakan:Bahan yang
digunakan:
Unit ekstraksi padat-cair Stopwatch Termometer Ember plastik
Tabung reaksi Gelas ukur plastik Piknometer
Kunyit
Etanol
3.2 Metoda Pengukuran Sampel Ekstrak
Pengukuran dilakukan dengan cara mengukur massa jenis sampel
ekstrak.
3.3 Langkah Kerja
3.3.1 Persiapan Bahan
3.3.2 Operasi pada Unit Leaching
3.4 Keselamatan Kerja
Menggunakan sarung tangan khusus untuk membuka atau menutup
katup atau bagian-bagian perpipaan yang berhubungan dengan aliran
steam Menggunakan sepatu tertutup, masker serta jas lab.
Menggunakan safety glass untuk menghindari mata dari cairan
kimia yang panas
Menggunakan safety helmet.3.4 Material Safety Data Sheet
(MSDS)3.4.1 Sifat Fisik dan Kimia Etanol 96%
Rumus Kimia
: C2H5OH
Massa Molar
: 46,07 g/mol
Bentuk
: cair
Warna
: tidak berwarna
Bau
: seperti alcohol
Ambang bau
: 0,1 5058,5 ppm
pH
: 7,0 pada 10 g/L (20C)
Titik lebur
: -117C
Titik didih
: 78C
Titik nyala
: 17C
Tekanan uap
: Ca.59 hPa pada 20C
Berat jenis relative: 0,805 0.812 g/cm3 pada 20C
Kelarutan dalam air: pada 20C larut
Viskositas, dinamis: 1,2 mPa.s pada 20C
Suhu menyala
: 425C
(sumber : sciencelab.com)
3.4.2 Sifat Fisik dan Kimia CurcuminRumus Kimia : C21H20O6Berat
Molekul: 368 gr/mol
Physical State
: Solid
Color
: Orange Kuning
Melting Point
: 183oC
Specific Gravity: < 1 (water = 1)
Vapor Desnsity: 13 (Air = 1)(sumber : sciencelab.com)
3.6 Data Pengamatan dan Pengolahan DataTabel 2. Data Pengamatan
(Dokumentasi Lapangan)No.GambarKeterangan
1Kondisi awal etanol sebelum proses berlangsung
2Kondisi umpan sebelum 1 siklus berjalan
3Kondisi setelah run 1 berlangsung. Warna pelarut dalam labu
pe;arut berubah menjadi kecokelatan
4Kondisi setelah run 2 berlangsung. Warna pelarut lebih cokelat
dari sebelumnya. Serta etanol pada reboiler telah berubah menjadi
kecokelatan.
5Kondisi setelah run 3 berlangsung. Warna ekstrak kunyit dalam
etanol di labu pelarut lebih cokelat dari sebelumnya. Serta etanol
pada heat exchanger tetap berwarna kecokelatan.
6Kondisi setelah run 4 berlangsung. Warna ekstrak kunyit dalam
etanol tetap kecokelatan. Serta etanol pada heat exchanger pun
tetap berwarna kecokelatan.
7Kondisi setelah run 5 berlangsung. Warna ekstrak kunyit dalam
etanol tetap kecokelatan. Serta etanol pada reboiler tetap berwarna
kecokelatan.
8Kondisi setelah run 6 berlangsung. Warna ekstrak kunyit dalam
etanol lebih kecokelatan. Serta etanol pada heat exchanger berwarna
lebih kecokelatan.
9Kondisi setelah run 7 berlangsung. Warna ekstrak kunyit dalam
etanol tetap kecokelatan. Serta etanol pada heat exchanger pun
tetap berwarna kecokelatan.
10Kondisi setelah run 8 berlangsung. Warna ekstrak kunyit dalam
etanol cokelat pekat. Serta etanol pada heat exchanger berwarna
lebih kecokelatan dari sebelumnya.
11
Warna sampel dari masing-masing run (run 1 8) berwarna kuning
hingga kuning keoranyean
Volume pelarut (etanol) = 26 ml
Berat kunyit
= 1 kg= 1000 gramTabel 3. Data Pengamatan
NoTahapSuhu air pendingin masuk (0 C)Tair pendingin keluar (0
C)TLabu (0 C)TReboiler (0 C)Laju Kondensat (ml/mnt)TDS KondensatP
Steam (1,5 psig)Waktu (menit)
11242768683041,514,51
22242869691,419,38
33242870701,519,16
44242870701,516,48
55242870701,518,46
66242870701,517,46
77242870701,520,00
88242870701,514,48
Massa Kondensat = 18 kg/jam untuk setiap run
Tabel 4. Data Massa Jenis Ekstrak Setiap RunNo TahapBerat Pikno
Kosong (gram)Berat Pikno+ Sampel (gram)Volume PiknometerBerat Jenis
(gr/ml)
105.586,4201 mL0,840 ( Massa Jenis Awal)
216,4560,876
326,4610,881
436,4640,884
546,4760,896
656,4810,901
766,4800,900
876,4810,901
986,4860,906
Grafik 1. Kurva Massa Jenis Ekstrak terhadap Waktu
Laporan Pilot Plant Leaching | Kelompok 3 1