PEMISAHAN CAMPURAN
1. FILTRASI
Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada
medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan akan terendapkan.
Range filtrasi pada industri mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan
yang kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau gas; aliran yang
lolos dari saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya. Suatu saat justru
limbah padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair sebelum dibuang. Di
dalam industri, kandungan padatan suatu umpan mempunyai range dari hanya
sekedar jejak sampai persentase yang besar. Seringkali umpan dimodifikasi
melalui beberapa pengolahan awal untuk meningkatkan laju filtrasi, misal dengan
pemanasan, kristalisasi, atau memasang peralatan
tambahan pada penyaring seperti selulosa atau tanah diatomae. Oleh karena
varietas dari material yang harus disaring beragam dan kondisi proses yang
berbeda, banyak jenis penyaring telah dikembangkan, beberapa jenis akan
dijelaskan di bawah ini.
Fluida mengalir melalui
media penyaring karena perbedaan tekanan yang melalui media tersebut. Penyaring
dapat beroperasi pada:
- Tekanan di atas atmosfer pada bagian atas media penyaring.
- Tekanan operasi pada bagian atas media penyaring.
- Vakum pada bagian bawah.
Tekanan di atas atmosfer
dapat dilaksanakan dengan gaya gravitasi pada cairan dalam suatu kolom, dengan
menggunakan pompa atau blower, atau dengan gaya sentrifugal. Penyaring sentrifugal didiskusikan pada
seksi berikutnya pada bab ini. Dalam suatu penyaring gravitasi media penyaring
bisa jadi tidak lebih baik daripada saringan (screen) kasar atau dengan unggun
partikel kasar seperti pasir. Penyaring gravitasi dibatasi penggunaannya dalam
industri untuk suatu aliran cairan kristal kasar, penjernihan air minum, dan pengolahan limbah cair. Kebanyakan penyaring industri adalah penyaring tekan,
penyaring vakum, atau pemisah sentrifugal. Penyaring tersebut beroperasi secara
kontinyu atau diskontinyu, tergantung apakah buangan dari padatan tersaring
tunak (steady) atau sebentar-sebentar. Sebagian besar siklus operasi dari
penyaring diskontinyu, aliran fluida melalui peralatan secara kontinu, tetapi
harus dihentikan secara periodik untuk membuang padatan terakumulasi. Dalam
saringan kontinyu buangan padat atau fluida tidak dihentikan selama peralatan
beroperasi.
2.
SENTRIFUGASI
Sentrifugasi adalah proses
yang memanfaatkan gaya sentrifugal untuk sedimentasi campuran dengan
menggunakan mesin sentrifuga atau pemusing. Komponen
campuran yang lebih rapat akan bergerak menjauh dari sumbu sentrifuga dan
membentuk endapan (pelet), menyisakan
cairan supernatan yang dapat
diambil dengan dekantasi. Teknik
sentrifugasi telah dimanfaatkan baik untuk keperluan penelitian, misalnya
pada bidang biologi sel dan biologi
molekular,
maupun untuk industri, misalnya dalam
pengayaan uranium dan pengolahan anggur.
3.
KRISTALISASI
Kristalisasi adalah proses
pembentukan bahan padat dari
pengendapan larutan, melt
(campuran leleh), atau lebih jarang pengendapan langsung dari gas. Kristalisasi
juga merupakan teknik pemisahan kimia antara bahan padat-cair, di mana terjadi perpindahan massa (mass
transfer) dari suat zat terlarut (solute)
dari cairan larutan ke fase kristal padat.
4.
EKSTRAKSI
Ekstraksi
adalah proses pemisahan suatu zat berdasarkan perbedaan kelarutannya terhadap
dua cairan tidak saling larut yang berbeda, biasanya air dan yang lainnya pelarut organik.
Proses
ekstraksi dapat berlangsung pada:
- Ekstraksi parfum, untuk mendapatkan komponen dari bahan yang wangi.
- Ekstraksi cair-cair atau dikenal juga dengan nama ekstraksi solven. Ekstraksi jenis ini merupakan proses yang umum digunakan dalam skala laboratorium maupun skala industri.
- Leaching, adalah proses pemisahan kimia yang bertujuan untuk memisahkan suatu senyawa kimia dari matriks padatan ke dalam cairan
5.
KROMATOGRAFI
Kromatografi adalah suatu
teknik pemisahan molekul berdasarkan
perbedaan pola pergerakan antara fase gerak dan fase diam untuk memisahkan
komponen (berupa molekul) yang berada pada larutan. Molekul yang terlarut dalam
fase gerak, akan melewati kolom yang merupakan fase diam.Molekul yang memiliki
ikatan yang kuat dengan kolom akan cenderung bergerak lebih lambat dibanding
molekul yang berikatan lemah. Dengan ini, berbagai macam tipe
molekul dapat dipisahkan berdasarkan pergerakan pada kolom.
Setelah komponen
terelusi dari kolom, komponen tersebut dapat dianalisis dengan menggunakan detektor atau dapat dikumpulkan untuk analisis lebih lanjut.
Beberapa alat-alat analitik dapat digabungkan dengan metode pemisahan untuk
analisis secara on-line (on-line analysis) seperti: penggabungan
kromatografi gas (gas chromatography) dan kromatografi cair (liquid
chromatography) dengan mass spectrometry (GC-MS dan LC-MS), Fourier-transform
infrared spectroscopy (GC-FTIR), dan diode-array UV-VIS
(HPLC-UV-VIS).
6.
DESTILASI
Destilasi merupakan teknik pemisahan yang didasari atas
perbedaan perbedaan titik didik atau titik cair dari masing-masing zat penyusun
dari campuran homogen. Dalam proses destilasi terdapat dua tahap proses yaitu
tahap penguapan dan dilanjutkan dengan tahap pengembangan kembali uap menjadi
cair atau padatan. Atas dasar ini maka perangkat peralatan destilasi
menggunakan alat pemanas dan alat pendingin (Gambar 15.7).
Proses
destilasi diawali dengan pemanasan, sehingga zat yang memiliki titik didih
lebih rendah akan menguap. Uap tersebut bergerak menuju kondenser yaitu
pendingin (perhatikan Gambar 15.7), proses pendinginan terjadi karena kita
mengalirkan air kedalam dinding (bagian luar condenser), sehingga uap yang
dihasilkan akan kembali cair. Proses ini berjalan terus menerus dan akhirnya
kita dapat memisahkan seluruh senyawa-senyawa yang ada dalam campuran homogen
tersebut.
Gambar15.7.
Alat destilasi sederhana
Contoh dibawah ini
merupakan teknik pemisahan dengan cara destilasi yang dipergunakan oleh
industri. Pada skala industri, alcohol dihasilkan melalui proses fermentasi
dari sisa nira (tebu) myang tidak dapat diproses menjadi gula pasir. Hasil
fermentasi adalah alcohol dan tentunya masih bercampur secara homogen dengan
air. Atas dasar perbedaan titik didih air (100 oC) dan titik didih
alcohol (70oC), sehingga yang akan menguap terlebih dahulu adalah
alcohol. Dengan menjaga destilasi maka hanya komponen alcohol saja yang akan
menguap. Uap tersebut akan melalui pendingin dan akan kembali cair, proses
destilasi alcohol merupakan destilasi yang sederhana, dan mempergunakan alat
seperti pada Gambar 15.7.
Gambar 15.7
Destilasi yang dilakukan secara bertahap dari minyak bumi
Proses
pemisahan yang lebih komplek terjadi pada minyak bumi. Dalam minyak bumi banyak
terdapat campuran (lihat Bab 10). Atas dasar perbedaan titik didihnya, maka
dapat dipisahkan kelompok-kelompok produk dari minyak bumi. Proses pemanasan
dilakukan pada suhu cukp tinggi, berdasarkan perbedaan titik didih dan system
pendingin maka kita dapat pisahkan beberapa kelompok minyak bumi. Proses ini
dikenal dengan destilasi fraksi, dimana terjadi pemisahan-fraksi-fraksi dari
bahan bakar lihat Gambar 15.7. proses pemisahan minyak bumi.
7.
SEDIMENTASI
Sedimentasi adalah suatu
proses pengendapan material yang
ditransport oleh media air, angin, es, atau gletser di suatu
cekungan. Delta yang terdapat di
mulut-mulut sungai adalah
hasil dan proses pengendapan material-material yang diangkut oleh air sungai,
sedangkan bukit
pasir (sand dunes) yang
terdapat di gurun dan di tepi pantai adalah pengendapan dari
material-material yang diangkut oleh angin. sedimentasi dapat dibedakan:
a.sedimentasi air terjadi di sungai. b.sedimentasi angi biasanya disebut
sedimentasi aeolis c.sedimentasi gletser mengahasilkan
drumlin,moraine,ketles,dan esker
8.
SUBLIMASI
Sublimasi adalah perubahan wujud dari padat
ke gas tanpa mencair terlebih dahulu. Misalkan es yang langsung menguap tanpa mencair terlebih dahulu.
Pada tekanan normal, kebanyakan benda dan zat memiliki tiga bentuk yang berbeda
pada suhu yang berbeda-beda. Pada kasus ini transisi dari wujud padat ke gas
membutuhkan wujud antara. Namun untuk beberapa antara, wujudnya bisa langsung
berubah ke gas tanpa harus mencair. Ini bisa terjadi apabila tekanan udara pada
zat tersebut terlalu rendah untuk mencegah molekul-molekul ini melepaskan diri
dari wujud padat.