TUGAS KHUSUS SEMESTER PENDEK (SP)

RANCANGAN PABRIK

PENGENALAN ALAT PEMISAH

Nama Kelompok :

1) Hariyani (03101003007)

2) Ratih Kesuma Wardhani (03101003013)

3) Tri Wulan Sari (03101003029)

4) Darmayanti (030101003035)

5) Aristia Alisandi (03101003094)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2014

Secara mendasar, proses pemisahan dapat diterangkan sebagai

proses perpindahan massa. Proses pemisahan sendiri dapat diklasifikasikan

menjadi proses pemisahan secara mekanisme atau kimiawi. Pemilihan jenis proses

pemisahan yang digunakan bergantung pada kondisi yang dihadapi. Pemisahan

secara mekanis dilakukan kapanpun memungkinkan karena biaya operasinya lebih

murah dari pemisahan secara kimiawi. Untuk campuran yang tidak dapat

dipisahkan melalui proses pemisahan mekanis, proses pemisahan kimiawi harus

dilakukan. Proses pemisahan suatu campuran dapat dilakukan dengan berbagai

metode. Metode pemisahan yang dipilih bergantung pada fasa komponen

penyusun campuran. Suatu campuran dapat berupa campuran homogen (satu fasa)

atau campuran heterogen (lebih dari satu fasa). Suatu campuran heterogen dapat

mengandung dua atau lebih fasa: padat-padat, padat-cair, padat-gas, cair-cair, cair-

gas, gas-gas, campuran padat-cair-gas, dan sebagainya. Pada berbagai kasus, dua

atau lebih proses pemisahan harus dikombinasikan untuk mendapatkan hasil

pemisahan yang diinginkan.

       Berdasarkan tahap proses pemisahan, metode pemisahan dapat dibedakan

menjadi dua golongan, yaitu metode pemisahan sederhana dan metode pemisahan

kompleks. Macam-macam Alat pemisah yaitu sebagai berikut :

1. Distilasi

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia

berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan.

Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini

kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik

didih lebih rendah akan menguap lebih dulu.

Ada 4 jenis distilasi yang akan dibahas disini, yaitu distilasi sederhana,

distilasi fraksionasi, distilasi uap, dan distilasi vakum. Selain itu ada pula distilasi

ekstraktif dan distilasi azeotropic homogenous, distilasi dengan menggunakan

garam berion, distilasi pressure-swing, serta distilasi reaktif.

a) Distilasi Sederhana

b) Distilasi Fraksionisasi

c) Distilasi Uap

d) Distilasi Vakum

Gambar 1.1 Destilasi

Kolom distilasi (distillation column) merupakan peralatan proses yang

banyak digunakan dalam industri proses termasuk kilang minyak. Kolom distilasi

digunakan untuk memisahkan suatu bahan yang mengandung dua atau lebih

komponen bahan menjadi beberapa komponen berdasarkan perbedaan volatility

(kemudahan menguap) dari masing-masing komponen bahan tersebut.

Kolom distilasi merupakan serangkaian peralatan proses yang terdiri dari 

preheater, column, condenser,  accumulator,  reboiler  serta peralatan

pendukungnya, dengan konfigurasi seperti pada gambar berikut.

Kolom (column) atau sering disebut tower memiliki dua kegunaan; yang

pertama untuk memisahkan feed (material yang masuk) menjadi dua porsi, yaitu

vapor yang naik ke bagian atas (top/overhead) kolom dan porsi liquid yang turun

ke bagian bawah (bottom) kolom; yang kedua adalah untuk menjaga campuran

kedua fasa vapor dan liquid (yang mengalir secara counter-current) agar

seimbang, sehingga pemisahannya menjadi lebih sempurna.

Overhead vapor akan meninggalkan bagian atas kolom dan masuk ke

condenser, vapor yang menjadi liquid akan dikumpulkan di accumulator. 

Sebagian liquid dari accumulator dikembalikan  ke kolom sebagai reflux,

sedangkan sebagian lainnya sebagai overhead product atau distillate.

Bottom liquid  keluar dari bagian bawah kolom dan dipanaskan ke

reboiler.  Sebagian liquid menjadi vapor dan dikembalikan ke kolom, dan

sebagian lainnya akan dikeluarkan sebagai bottom product atau residue. Ini adalah

konfigurasi kolom yang relative sederhana, pada aplikasi yang lebih kompleks,

sebagian vapor atau liquid ditarik dari beberapa titik di bagian samping kolom

(sidestream) sebagai intermediate product dan/atau sebagai reflux.

Pada umumnya bahan yang akan dipisahkan (feed) dimasukkan kedalam

kolom melalui bagian samping kolom tersebut.  Komponen yang lebih ringan

akan menguap menjadi vapor dan naik ke bagian atas (overhead) kolom ,

sedangkan komponen yang lebih berat berbentuk liquid akan jatuh ke bagian

bawah (bottom) kolom.

Ada beberapa macam pemilihan kolom pemisah distilasi yaitu :

a. Packed Tower

b. Tray / Plate Column

c. Sieve Tray

2. Sedimentasi

Sedimentasi adalah salah satu operasi pemisahan campuran padatan dan cairan

(slurry) menjadi cairan beningan dan sludge (slurry yang lebih pekat

konsentrasinya), Pemisahan dapat berlangsung karena adanya gaya gravitasi yang

terjadi pada butiran tersebut. Proses sedimentasi dalam industri kimia banyak

digunakan, misalnya pada proses pembuatan kertas dimana slurry berupa bubur

selulose yang akan dipisahkan menjadi pulp dan air, proses penjernihan air (water

treatment),dan proeses pemisahan buangan nira yang akan diolah menjadi gula.

Proses sedimentasi dalam dunia industri dilakukan secara sinambung dengan

menggunakan alat yang dikenal dengan nama thickener, sedangkan untuk skala

laboratorium dilakukan secara batch. Data-data yang diperoleh dari prinsip

sedimentasi secara batch dapat digunakan untuk proses yang sinambung.

Sedimentasi adalah suatu proses pemisahan suspensi secara mekanik menjadi

dua bagian, yaitu slurry dan supernatant. Slurry adalah bagian dengan konsentrasi

partikel terbesar, dan supernatant adalah bagian cairan yang bening. Proses ini

memanfaatkan gaya gravitasi, yaitu dengan mendiamkan suspensi hingga

terbentuk endapan yang terpisah dari beningan (Foust, 1980). Proses sedimentasi

dapat dilakukan dengan tiga macam cara, yaitu :

a. Cara Batch

Cara ini cocok dilakukan untuk skala laboratorium, karena sedimentasi

batch paling mudah dilakukan, pengamatan penurunan ketinggian mudah.

b. Cara Semi-Batch

Pada sedimentasi semi-batch , hanya ada cairan keluar saja, atau cairan

masuk saja. Jadi, kemungkinan yang ada bisa berupa slurry yang masuk

atau beningan yang keluar.

c. Kontinyu

Pada cara ini, ada cairan slurry yang masuk dan beningan yang

dikeluarkan secara kontinyu. Saat steady state, ketinggian tiap zona akan

konstan

3. Sentrifuge

Alat sentrifugasi yang biasa disebut sentrifus, bekerja dengan prinsip

pemberian gaya sentrifugal yaitu dengan memutar bahan dengan kecepatan

tertentu dan selang waktu tertentu, sehingga terjadi pemisahan berdasarkan bobot

dan untuk mempercepat endapan. Bentuk seperti tabung dan cara mengendapkan

cairan itu adalah dengan cara mengocoknya.

Prinsip utama sentrifugasi adalah memisahkan substansi berdasarkan berat

jenis molekul dengan cara memberikan gaya sentrifugal sehingga substansi yang

lebih berat akan berada di dasar, sedangkan substansi yang lebih ringan akan

terletak di atas. Teknik sentrifugasi tersebut dilakukan di dalam sebuah mesin

yang bernama mesin sentrifugasi dengan kecepatan yang bervariasi.

Sentrifugasi dibedakan menjadi 2 yaitu :

A. Laboratory Centrifuges

B. Preparative Centrifuges

A. Laboratory Centrifuges

Laboratory centrifuges digunakan untuk pemisahan skala kecil. Volume

larutan yang dipisahkan antara 1 - 5000 ml dengan Kecepatan : 1000 – 15000

rpm.

B. Preparative Centrifuges

Digunakan dalam skala besar (1 liter sampai ratusan liter). Biasanya

menggunakan tubular rotating chamber. Suspensi yang akan dipisahkan

dimasukkan ke alat. Supernatan dan endapannya dikumpulkan di ujung perangkat

dan prosesnya continous.

(Tubular Bowl Centrifuge)

Laju umpan : 1.5-12 L/s (25-200 gal/min).

Kecepatan rotasi : 1000-6000 rpm.

g factor (ratio of centrifugal force to gravity force): 2000-3000.

Sentrifugasi dengan volume lebih besar akan lebih efektif

Disk Stack Centrifuges

Desainnya kompak dan memberikan hasil pemisahan yang lebih baik

daripada standar tubular bowl centrifuge

Umpan masuk dari atas alat dan terdistirbusi pada bagian bawah melewati

poros berongga

Partikel-partikel yang terlempar ke luar dan masuk ke disk stack, lalu

padatan terpisah di pinggiran sentrifuge dan akan dikeluarkan

Cairan yang terpisah mengallir melalui bagian atas.

4. Cyclone

Cyclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan

tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi berdasarkan 

perbedaan massa jenis dan ukuran.

Adapun prinsip kerja dari cyclone ini sebagai berikut:

a. Gas atau aliran fluida diinjeksikan melalui pipa input.

b. Bentuk kerucut cyclone menginduksikan aliran gas atau fluida untuk

berputar, menciptakan vortex.

c. Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih besar didorong ke arah

luar vortex.

d. Gaya gravitasi menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke sisi kerucut

menuju tempat pengeluaran.

e. Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui

bagian atas dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendah.

f. Cyclone membuat suatu gaya sentrifugal yang berfungsi untuk

memisahkan partikulat dari udara kotor.

g. Gaya sentrifugal timbul saat partikulat di dalam udara masuk ke puncak

kolektor silindris pada suatu sudut dan diputar dengan cepat mengarah ke

bawah seperti pusaran air. Aliran udara mengalir secara melingkar dan

partikulat yang lebih berat mengarah ke bawah setelah menabrak ke arah

dinding cyclone dan meluncur ke bawah.

Gambar 4. Cyclone

Jenis-jenis dari Cyclone :

Adapun beberapa jenis cyclone diantaranya adalah:

a. Hydrocyclone

b. Multicyclone

5. Kristalizer

Kristalisasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh zat padat

yang terlarutdalam suatu larutan. Alat-alat kristalisasi disebut juga kristallisator.

Alat-alat ini digunakan dalam proses kristalisasi terutamadalam skala industri,

alat-alat yang digunakan dalam proses kristalisasi sangat beragam macam, hal ini

disebabkan oleh sifat-sifat bahan dan kondisi pertumbuhan kristal yang sangat

bervariasi. Disamping itu juga karena kristallisasi dilaksanakan untuk tujuan yang

berbeda-beda (pemisahan bahan, pemurnian bahan, pemberian bentuk).

Penggunaan alat kristallisasi harus memenuhi persyaratan misalnya

konsentrasi, suhu, dan gerakan untuk menunjang pertumbuhan inti atau benih

kristal. Dengan melengkapi perlengkapan-perlengkapan pada kristalisator untuk

memungkinkan terjadinya perpindahan panas (pemanasan, pendinginan, dan

penguapan) dan juga gerakan (pengadukan, penggulingan, pengankutan)

Kristallisator biasanya dilengkapi dengan alat pemisah (filtrasi) yang

dipasang dibelakang alat kristalisasi dan alat pengering. Faktor-faktor yang

menjadi dasar pemilihan sebuah alat kristalisasi ialah misalnya :

         Unjuk kerja kristalisasi yang diingikan

         Cara operasi (tak kontinu, kontinu)

         Kondisi bahan baku (larutan , lelehan)

         Ukuran Kristal yang diinginkan

         Bentuk Kristal yang diinginkan

         Kemurnian kristalisat yang diinginkan

         Kecendrungan produk untuk menbentuk kerak

Jenis-Jenis dari kristalizer yaitu sebagai berikut :

a. Draft Tube Baffle Crystallizer

b. Cooling Crystallizers

c. Evaporative crystallizers

d. Forced Circulation Crystallizer

e. Induced Circulation Crystallizer

f. Oslo Type Crystallizer

g. Vacum Crystallizer

h. Agitated Batch Crystallizer

i. Swenson Walker Crystallizer

j.  Crystal Vacum Crystallizer 

k.  Oslo Surface Cooled Crystalizer

6. Filtrasi

Filtrasi atau penyaringan merupakan metode pemisahan untuk

memisahkan zat padatdari cairannya dengan menggunakan alat berpori

(penyaring).Filtrasi adalah operasi dimana campuran yang heterogen antara fluida

dan partikel-partikel padatan dipisahkan oleh media filter yang meloloskan fluida

tetapi menahan partikel-partikel padatan. Hal yang paling utama dalam filtrasi

adalah mengalirkan fluida melalui media berpori. Filtrasi dapat terjadi karena

adanya gaya dorong, misalnya ; gravitasi, tekanan dan gaya sentrifugal. Pada

beberapa proses media filter membantu balok berpori (cake) untuk menahan

partikel-partikel padatan di dalam suspensi sehingga terbentuk lapisan berturut-

turut pada balok sebagai filtrat yang melewati balok dan media tersebut. Pada

umumnya filter dapat digolongkan berdasarkan gaya dorong alami.

Jenis-Jenis dari filtrasi adalah sebagai berikut :

a. Filter Gravitasi (Gravity Filter)

b. Filter Pelat dan Bingkai

c. Batch Leaf Filter

7. Evaporasi

Tujuan dari evaporasi adalah memekatkan larutan yang mengandung zat

yang sulit menguap (non-volatile solute) dan pelarut yang mudah menguap

(volatile solvent) dengan cara menguapkan sebagian pelarutnya. Pelarut yang

ditemui dalam sebagian besar sistem larutan adalah air. Umumnya, dalam

evaporasi, larutan pekat merupakan produk yang diinginkan, sedangkan uapnya

diembunkan dan dibuang. Sebagai contoh adalah pemekatan larutan susu, sebelum

dibuat menjadi susu bubuk. Beberapa sistem evaporasi bertujuan untuk

mengambil air pelarutnya, misalnya dalam unit desalinasi air laut untuk

mengambil air tawarnya.

Prinsip kerja pemekatan larutan dengan evaporasi didasarkan pada

perbedaan titik didih yang sangat besar antara zat-zat yang yang terlarut dengan

pelarutnya. Pada industri susu, titik didih normal air (sebagai pelarut susu) 100°C,

sedangkan padatan susu praktis tidak bisa menguap. Jadi, dengan menguapnya air

dan tidak menguapnya padatan, akan diperoleh larutan yang makin pekat.

Jenis-Jenis Evaporator adalah sebagai berikut :

a. Horizontal Tube Evaporator

b. Basket Evaporator

c. Standard Vertical-Tube Evaporator

d. Long Tube Vertical Evaporator

e. Vertical Tube Evaporator with Forced Circulation

f. Forced Circulation Evaporator with External Heater

g. Climbing Film, Long Tube Vertical Evaporator with External Heater

h. Falling Film Evaporator

i. Agitated Film Evaporator

j. Direct Contact Evaporator

8. Crusher

Crusher berfungsi untuk memecahkan batuan alam menjadi ukuran yang lebih

kecil sesuai spesifikasi yang dibutuhkan. Selain memisahkan batuan hasil

pemecahan dengan menggunakan saringan atau screen. Crusher terdiri dari

beberapa bagian yaitu crusher primer, crusher sekunder, crusher tersier. Setelah

batuan diledakan, batuan dimasukan kedalam crusher primer. Hasil dari crusher

primer dimasukan kedalam sekunder untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.

Bila hasil crusher sekunder belum memenuhi spesifikasi yang ditetapkan maka

batuan diolah kembali di crusher tersier dan seterusnya. Peralatan penghancur zat

padat dibagi atas mesin pemecah (crusher)¸mesin giling (grinder), mesin giling

ultrahalus (ultrafine grinder) dan mesin potong (cutting machine) . Mesin

pemecah bertugas melakukan kerja berat memecah bongkah bongkah besar

menjadi kepingan-kepingan kecil. Mesin pemecah primer digunakan untuk

mengerjakan bahan mentah hasil tambang dan dapat menampung segala macam

yang keluar dari muka tambang dan memecahkannya menjadi kepingan –

kepingan antara 6-10inchi. Mesin pemecah sekunder bertugas untuk memecahkan

lagi kepingan-kepingan menjadi partikel yang ukurannya, barangkali 0.25

inchi .Untuk pemecah secara komersil dalam ukuran of masses of solids 1 ft atau

lebih, berdiameter sampai dengan 200-mesh, setidaknya akan melalui 3 tahapan

berdasarkan tipe mesinnya.

Jenis-Jenis Crusher adalah sebagai berikut :

a. Jaw Crusher

b. Gyratory Crusher

c. Toothed Roll Crusher

d. Blake Crusher

e. Dodge Crusher

f. Hammer Mill

g. Impactor

h. Atrition Mills

i. Tumbling Mills

Gambar 8.1 Jaw Crusher

.

Beberapa dasar pemisahan campuran antara lain adalah ukuran partikel, titik

didih, kelarutan, dan pengendapan.

 Jenis-jenis metode pemisahan campurana.

1. Filtrasi

Filtrasi atau penyaringan merupakan metode pemisahan untuk

memisahkan zat padatdari cairannya dengan menggunakan alat berpori

(penyaring

2. Sublimasi

Sublimasi merupakan metode pemisahan campuran yang terdiri dari suatu

zat yangmemiliki sifat dapat menyublim dengan zat yang tidak

dapat menyublim.

3. Kristalisasi

Kristalisasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh zat padat

yang terlarutdalam suatu larutan.

4. Destilasi

destilasi merupakan metode pemisahan yang prinsipnya didasarkan pada

perbedaan titik didih zat cair yang ada dalam campuran sehingga dapat

dipisahkan pada saatsalah satu zat cair menguap lebih dahulu.

5. Evaporasi

Evaporasi merupakan metode pemisahan campuran dengan

cara menguapkanpelarut pada campuran

6. Kromatografi

Kromatografi merupakan metode pemisahan campuran yang didasarkan

padaperbedaan kecepatan merambat antara partikel-partikel yang

bercampur dalam suatu medium diam ketika dialiri suatu medium

yang bergerak

7. Dekantasi

Dekantasi merupakan metode pemisahan campuran zat cair dan zat padat

dengancara mengendapkan endapan kemudian menuangkan cairan

Beberapa dasar pemisahan campuran antara lain adalah ukuran partikel, titik

didih, kelarutan, dan pengendapan.

 Jenis-jenis metode pemisahan campurana.

8. Filtrasi

Filtrasi atau penyaringan merupakan metode pemisahan untuk

memisahkan zat padatdari cairannya dengan menggunakan alat berpori

(penyaring

9. Sublimasi

Sublimasi merupakan metode pemisahan campuran yang terdiri dari suatu

zat yangmemiliki sifat dapat menyublim dengan zat yang tidak

dapat menyublim.

10. Kristalisasi

Kristalisasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh zat padat

yang terlarutdalam suatu larutan.

11. Destilasi

destilasi merupakan metode pemisahan yang prinsipnya didasarkan pada

perbedaan titik didih zat cair yang ada dalam campuran sehingga dapat

dipisahkan pada saatsalah satu zat cair menguap lebih dahulu.

12. Evaporasi

Evaporasi merupakan metode pemisahan campuran dengan

cara menguapkanpelarut pada campuran

13. Kromatografi

Kromatografi merupakan metode pemisahan campuran yang didasarkan

padaperbedaan kecepatan merambat antara partikel-partikel yang

bercampur dalam suatu medium diam ketika dialiri suatu medium

yang bergerak

14. Dekantasi

Dekantasi merupakan metode pemisahan campuran zat cair dan zat padat

dengancara mengendapkan endapan kemudian menuangkan cairan

http://mhimns.blogspot.com/2013/04/sedimentasi.html

https://www.google.co.id/?

gws_rd=cr&ei=qMerU7TVD8_GuATKooGYDg#q=prinsip+kerja+dari+al

at+sedimentasi

http://indrawibawads.files.wordpress.com/2012/01/cyclone-indra-wibawa-

tkim-unila.pdf