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

Jawaban Soal Cth 3Pada lumpur masukan

L0= 800+50 = 850kg, yA0=800/850=0,941

B =2000kg, N0=2000/850 = 2,36Pada pelarut masukan

VN+1=1310 + 20 = 1330kg, dan xAN+1 = 20/1330 = 0,015

Lalu plotkan L0 serta VN+1,