KELOMPOK 5 :

NAILI MAWADATUL (12-1136)

SRI NINGSIH PARMITA (12-1114)

SIGIT TANAGAR SAPUTRA (12-1 107)

IVA EVANDA ERNA (12-1137)

SIGIT SATRIA PUTRA (12-1111)

EKSTRAKSI

Istilah ekstrasi berarti mengambil sesuatu, dalam teknologi pertanian ekstrasi berarti mengambil suatu komponen dari campurannya.

Ekstrasi dilakukan dengan menggunakan pelarut polar maupun non polar ataupun organik maupun non organik.

Contoh ekstrasi yang sederhana adalah proses penyeduhan teh.

Ekstrasi umumnya digunakan pabila campurannya dalam fase cair, sedangkan dalam fase padat istilah yang biasa digunakan adalah leaching.

Leaching hampir sama dengan pencucian hanya saja bahan yang terlarut lebih besar.

Operasi leaching maupun ekstrasi dibagi menjadi 3 tahapan yaitu :

Tahap pencampuran dari zat pelarut dalam bahan.

Pemisahan fasa ekstrak dan residu yang tidak larut.

Pengambilan kembali zat pelarut yang digunakan.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam ekstrasi adalah :

Pemisahan terjadi karena adanya perbedaan kelarutan.

Terbentuk dua fasa yaitu fasa rafinat dan fasa ekstrak.Fase ekstrak : kaya akan komponen yang akan

dipasahkan.Fase rafinat : sedikit kandungan komponen yang akan

dipisahkan.

Ekstraksi diaolikasikan dalam banyak bidang diantaranya : nuclear reprocessing, ore processing, production of fine organic compounds, processing of perfume, production of vegetable oil, production of biodesel.

Ekstrasi (fase cair-cair)

Ekstrasi secara sederhana sbagai contoh adalah ekstraksi

dilaboraturium dengan menggunakan corong pemisah sbagai

berikut, dua cairan yang tidak saling larut yaitu air dan pelarut

organik dicampur dan dimasukkan dalam corong pemisah

sehingga terbentuk dua lapisan seperti gambar:

Proses ekstraksi dapat dibedakan berdasarkan tipe operasinya yaitu batch, continue dan singel/multi stage contact.

Peralatan yang digunakan untuk ekstraksi terdiri dari beberapa macam diantaranya adalah mixer-settler unit, sentrifugal ekstraktor.

Tipe ekstraksi dan peralatannya

Koeffisien distribusi merupakan parameter untuk mengukur secara kuantitatif kemampuan komponen organik untuk terdistribusi diantara phase aqueous dan organik.

k = distribution coefficient

Koeffisien distribusi/partisi

Konstanta K merupakan perbandingan antara konsentrasi zat terlarut dalam kedua pelarut yang berbeda ketika sistem sudah mencapai keseimbangan.

Pada kondisi setimbang -> molekul cenderung terdistribusi lebih banyak pada pelarut -> molekul lebih mudah larut(dimana molekul anorganik dan larut air akan terdapat pada lapisan air edangkan molekul organik akan larut dalam lapisan organik.

Dalam hal ini penggunaan pelarut yang tepat dapat mengoptimumkan prose ektraksi.

Walaupun nilai K sangat besar tidak semua zat terlarut dapat diekstrak kedalam pelarut dalam satu kali/singel ekstrasi, biasanya dua, tiga atau bahkan empat kali ekstrasi secara berurutan dapat digunakan untuk mengoptimumkan proses ekstrasi.

Keefektifan ekstraksi dengan volume kecil tetapi dilakukan lebih dari satu kali dibandingkan ekstrasi sekali dengan volume besar dapat digambarkan sbagai berikut:

Satu kali ekstraksi dengan volume yang memiliki kemampuan mengekstrak 90%. Akan tetapi jika menggunakan pelarut yang sama dengan volume yang lebih kecil, pada ekstraksi yang pertama dapat teresktrak 90%, jika dilanjutkan dengan ekstraksi yang kedua maka molekul yang dapat terekstrak adalah 90%. Ekstraksi bertingkat dengan volume kecil lebih efektif dari pada dengan satu kali ekstraksi dengan volume besar.

Keterangan:N =jumlah ekstrasiK=koefisien distribusiVA =volume pelarut A

VB =volume pelarut B

Kondisi tersebut dapat digambarkan dengan persamaan sbagai berikut:

Hal penting dalam pemilihan pelarut adalah untuk memilih dua pelarut yang tidak saling larut.

Pasangan pelarut yang sering digunakan dalam proses ekstraksi adalah: air-diklorometan, air-ether, air-hexane.

Hampir semua proses ekstraksi menggunakan pelarut air karena air merupakan pelarut yang sangat polar dan tidak larut hampir pada semua pelarut organik.

Pada sebagian besar proses ekstraksi bahan yang diekstrak larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air.

Pemilihan sistem pelarut

Volatilitas dari pelarut organik merupakan hal yang penting.

Pelarut dengan titik didih yng rendah (seperti ether) -> sering digunakan agar isolasi dan pengeringan molekul yang diisolasi menjadi lebih mudah.

Jika ether digunakan dengan titik didih 350C maka penguapan dapat berjalan dengan cepat sehingga isolasi zat terlarut dapat dilakukan dengan mudah.

Densitas dari pelarut sangat penting untuk memperkirakan lapisan pelarut yang terdapat diatas atau dibawah.

Secara umum pelarut nonhalogen memiliki densitas kurang dari 1g/ml dan pelarut yang mengandung komponen halogen umumnya densitasnya diatas 1g/ml.

Solvent Density (g/ml)

Hexane 0.695

Ether 0.708

Toluene 0.857

Water 1.000

Dichloromethane 1.325

choloroform 1.492

Jenis pelarut dan densitasnya

Untuk memisahkan suatu komponen yang dikehendaki ataupun tidak dari fase padatan, dimana padatan tersebut dikontakkan dengan fase liquid.

Sbagai contoh proses penyeduhan the, kopidan proses pembuatan gula menggunakan air sbagai pelarut.

Hal yang harus dilakukan dalam penyiapan fase padatan adalah: distribusi dari komponen yang akan diekstrak, kondisi alami fase padat (apabila komponen yang akan diekstrak dikelilingi oleh material yang tidak larut dalam pelarut), serta ukuran partikel.

Pencucian/Leaching

1) Pelarut harus berpindah kepermukaan padatan untuk kemudian menembus/berdifusi kedalam padatan.

2) Pelarut masuk kedalam partikel padatan, pelarut dapat melarutkan zat terlarut menembus permukaan partikel kembali ke bulk solvent.

Tahapan yang mengontrol proses leaching adalah tahapan pelarut menembus keluar partikel.

Langkah-langkah umum dalam leaching dapat digambarkan sebagai berikut

Kecepatan transfer masa dari tahapan tersebut dapat digambarkan dengan persamaan sebagai berikut:

 

Tipe operasi dan peralatan leachingPengoprasian leaching dapat dilakukan dengan

dua cara yaitu batch/unsteady state serta continous/steady state.

Adapun peralatan leaching yang banyak dijumpai dalam industri pengolahan pangan diantaranya adalah: fixed-bed leaching, moving-bed leaching, agitated solid leaching.

Persamaan kesetimbangan pada single stage leaching kesetimbangan dan diagram fasa

Penganalisaan singel stage laeching -> dioprasikan counter curren -> memerlukan kesetimbangan massa antara kedua aliran-> memerlukan diagram phase (diagaram 3 komponen dan 2 fase)

3 komponen tersebut adalah solute, inert or leached solid, dan solvent sedangkan 2 fase tersebut adalah overflow (fase liquid/cair) dan underflow (fase slurry)

Persamaan untuk konsentrasi inert

atau insoluble solid

Persamaan konsentrasi zat

terlarut di dalam liquidKeterangan :

XA : Fraksi berat solut AYA : Fraksi berat solute A pada solid B

Diagram kesetimbangan fasa dimana yA=xA

Diagram kesetimbangan fasa

dimana yA≠xA

Persamaan kesetimbangan dalam single stage leaching

Diagram kesetimbangan fase untuk single stage

leaching

Diagran alir dalam single stage leaching

Persamaan kesetimbangan fasa

1. Efisiensi ekstraksiKoefisien partisi k (untuk dietil eter dan air; ceter / cair) senyawa organik S adalah 40,0 pada suhu kamar. Andaikan anda mengekstraksi S dengan 50 cm3 dietil eter dari larutan 5,0 g S dalam 1 dm3 air. Hitung jumlah S yang terekstraksi bila Anda (1) menggunakannya dalam satu kali ekstraksi (2) dua kali ekstraksi (masing-masing 25 cm3)?

Contoh soal…..

(1) Jumlah S terekstraksi, x1, dihitung sebagai berikut. k = ceter / cair = (x1/ 50,0) / (5,0 – x1) / 1000 = 40,0 x1 = 3,33 (g)(2) Jumlah S terekstraksi, y1 dan y2, dalam tiap ekstraksi, dihitung sebagai berikutk = ceter / cair = (y1/ 25,0) / (5,0 – y1) / 1000 = 40,0 y1 = 2,50 (g) k = ceter / cair = (y2/ 25,0) / (2,5 – y2) / 1000 = 40,0 y2 = 1,25 (g)

∴ y1 + y2 = 2,50 + 1,25 = 3,75 (g)

Jawaban….