BAB I PENDAHULUAN. produksi garam dapur, gula, sodium sulphat, urea, dan lain-lain. pada batas kristalisasi dan batas kelarutan teoritis.

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang Dalam teknik kimia kristalisasi dilakukan dalam alat pengkristal. Kristalisasi adalah suatu unit operasi teknik kimia dimana senyawa kimia dilarutkan dalam suatu pelarut (solvent) dan pada kondisi tertentu akan terpresipitasi dan terpisah di antara fasa. Sejak dahulu kala NaCl ditemukan pda permukaan bebatuan setelah mengalami pemanasan matahari. Contoh proses kristalisasi yang lain dalam industry meliputi produksi garam dapur, gula, sodium sulphat, urea, dan lain-lain. Teknologi kristalisasi berkembang dengan cepat akhir-akhir ini. melalui tangki sederhana dimana pendinginan, penguapan, dan mungkin melalui pengaturan ph, Kristal terbentuk pada proses kristalisasi larutan dipekatkan dan didinginkan sampai konsentrasi zat terlarut melewati kelarutannya (supersaturation)pada suhu yang bersangkutan. Zat terlarut akan keluar dari larutan dan membentuk zat padat (Kristal/hablur) dalam keadaan yang hampir murni. Supersaturation adalah perbedaan antara nilai konsentrasi actual zat padat (solute) pada batas kristalisasi dan batas kelarutan teoritis. Supersaturation merupakan factor penting dan gaya pengendali (driving force) baik dalam initial nucleation step maupun dalam crystal growth. 1

2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Kristalisasi Kristalisasi (crystallization) merupakan peristiwa pembentukan kristal-kristal padat dalam suatu fase homogen. Baik itu dalam pembuatan partikel padat didalam uap seperti dalam hal pembuatan salju atau pembuatan partikel padat didalam lelehan cair sebagai mana dalam pembuatan kristal tunggal yang besar maupun kristalisasi dari larutan cair misalnya pembuatan garam. Prinsip dari kristalisasi adalah bahwa senyawa padat akan mudah terlarut dalam pelarut panas bila dibandingkan pada pelarut yang lebih dingin. Jika suatu larutan senyawa tersebut dijenuhkan dalam keadaan panas dan kemudian didinginkan,senyawa terlarut akan berkurang kelarutannya dan mulai mengendap, membentuk kristal yang murni dan bebas dari pengotor. Kemurnian zat ini disebabkan oleh pertumbuahan kristal zat telarut, sehingga za-zat ini dapat dipisahkan dari pengotornya Kristal dapat terbentuk karena suatu larutan dalam keadaan atau kondisi lewat jenuh (supersaturated). Kondisi tersebut terjadinya karena pelarut sudah tidak mampu melarutkan zat terlarutnya, atau jumlah zat terlarut sudah melebihi kapasitas pelarut. Sehingga kita dapat memaksa agar kristal dapat terbentuk dengan cara mengurangi jumlah pelarutnya, sehingga kondisi lewat jenuh dapat dicapai. Proses pengurangan pelarut dapat dilakukan dengan empat cara yaitu, penguapan, pendinginan, penambahan senyawa lain dan reaksi kimia. 2

3 Pabrik gula juga melakukan proses kristalisasi, tebu digiling dan dihasilkan nira, nira tersebut selanjutnya dimasukkan kedalam alat vacuum evaporator, Dalam alat ini dilakukan pemanasan sehingga kandungan air di dalam nira menguap, dan uap tersebut dikeluarkan dengan melalui pompa, sehingga nira kehilangan air berubah menjadi Kristal gula. Ketiga teknik yang lain pendinginan, penambahan senyawa lain dan reaksi kimia pada prinsipnya adalah sama yaitu mengurangi kadar pelarut didalam campuran homogen. Kristal merupakan suatu benda mati yang terorganisasi dan dibentuk oleh partikel-partikel (yang bisa berupa atom, molekul atau ion) tersusun dalam suatu susunan tiga dimensi yang beraturan. Bentuk kristal dapat berupa polyhedron yang mempunyai sudut-sudut tajam dan sisi yang rata, bentuk ini dapat terbentuk jika kristal dibiarkan sehingga permukaannya tidak mendapat gangguan dari kristal lain atau benda luar. Tujuan dari proses kristalisasi adalah untuk mendapatkan produk (hasil) dengan derajat kemurnian yang tinggi, selain itu bentuk serta ukurannya juga turut menentukan kualitas kristal hasil. Ini semata-mata diperlukan untuk: Kemudahan filtrasi (penyaringan) pencucian. Pelaksanaan reaksi dengan bahan kimia lain. Kemudahan dalam proses pengangkutan dan penyimpanan. Selain itu ciri suatu kristal yang baik yaitu: Kristal harus kuat Tidak menggumpal 3

4 Memiliki ukuran seragam Tidak melekat dalam kemasan Sehingga CSD (crystal size distribution) distribusi ukuran kristal harus dikendalikan dengan ketat. B. Struktur Kristal Kristal adalah suatu benda mati yang sangat terorganisasi. Kristal dicirikan oleh partikel-partikel pembentuknya ( dapat berupa atom, molekul, atau ion) yang tersusun dalam suatu susunan tiga-dimensi yang beraturan yang disebut kisi (lattice). Akibat susunan itu, bila dibiarkan terbentuk tanpa gangguan dari kristal lain atau benda luar, kristal itu akan mempunyai bentuk berupa polihedron dengan sudut-sudut yang tajam dan sisi yang rata, yang disebut muka (face). Walaupun ukuran muka berbagai kristal dari bahan yang sama kemungkinannya berbeda satu sama lain, namun sudut-sudut yang dibentuk sama yang merupakan karakteristik (ciri) dari bahan itu. Sistem Kristalografi Oleh karena semua kristal dari setiap bahan tertentu mempunyai sudut antar muka yang sama, walaupun terdapat perbedaan besar dalam tingkat perkembangannya, bentuk kristal diklasifikasikan menurut sudut-sudut ini. Terdapat tujuh bentuk kristal, yaitu: kubus, heksagonal, tigonal, tetragonal, ortorombik; monoklin, dan triklin. Satu bahan tertentu dapat terkristalisasi di dalam dua kelas yang berbeda atau lebih, bergantung pada kondisi kristalisasi. 4

5 Kalsium karbonat, misalnya paling umum terdapat di alam dalam bentuk heksagonal (sebagai kalsit) tetapi juga terdapat bentuk ortorombik (aragonit). Gambar 1.Beberapa Bentuk Kristal C. Jenis-Jenis Alat Kristalisasi Alat-alat yang digunakan pada proses kristalisasi sangat beragam. Hal ini disebabkan oleh sifat bahan dan kondisi pertumbuhan kristal yang sangat bervariasi, Disamping itu, juga karena kristalisasi dilaksanakan untuk tujuan yang berbeda-beda (pemisahan bahan, pemurnian bahan, pemberian bentuk). Alat-alat kristalisasi disebut juga alat kristalisator. Dalam alat ini, setiap 5

6 persyaratan (konsentrasi, suhu, gerakan) yang menunjang pertumbuhan inti atau benih kristal harus dipenuhi. Untuk itu, pada umumnya diperlukan perlengkapanperlengkapan untuk memungkinkan perpindahan panas (pemanas, pendingin, penguapan) dan juga gerakan (pengadukan, penggulingan, pengangkutan). 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 kristalisator antara lain : Draft Tube Baffle Crystallizer Cooling Crystallizers Evaporative crystallizers Forced Circulation Crystallizer Induced Circulation Crystallizer Oslo Type Crystallizer Vacum Crystallizer Agitated Batch Crystallizer Swenson Walker Crystallizer 6

7 Crystal Vacum Crystallizer Oslo Surface Cooled Crystalizer 7

8 BAB III OSLO TYPE CRYSTALIZER Oslo Jenis crystallizer juga disebut diklasifikasikan-suspensi crystallizer adalah desain tertua dikembangkan untuk produksi besar, kristal kasar. Kriteria desain dasar ada dua: - Desupersaturation dari larutan induk melalui kontak dengan kristal terbesar hadir di ruang kristalisasi. - Menjaga sebagian besar kristal dalam suspensi tanpa kontak dengan perangkat pengadukan, sehingga memungkinkan produksi kristal besar distribusi ukuran yang sempit. Gambar 4. Oslo Crystalization Open System 8

9 Pengklasifikasian kristalisasi ruang adalah bagian bawah unit. Bagian atas adalah area pemisahan cairan-uap jenuh di mana dikembangkan oleh penghilangan pelarut (air untuk sebagian besar aplikasi). Cairan sedikit jenuh mengalir turun melalui pipa tengah dan jenuh yang lega dengan kontak dengan fluidized bed kristal. Desupersaturation terjadi secara progresif sebagai larutan induk beredar bergerak ke atas melalui tidur pengklasifikasian sebelum dikumpulkan di bagian atas ruangan. Kemudian daun melalui pipa beredar dan setelah penambahan pakan segar, melewati penukar panas di mana panas make-up disediakan. Hal ini kemudian didaur ulang ke bagian atas. Perangkat tambahan, seperti dijelaskan untuk sirkulasi crystallizer paksa, tentu saja tersedia. Perlu diingat bahwa biaya operasi unit jenis crystallizer Oslo jauh lebih rendah daripada dengan jenis lain. Ini Oslo Jenis crystallizer (diklasifikasikan - crystallizer suspensi) memungkinkan siklus panjang produksi antara periode cuci. Selain operasi proses biasa, Oslo Jenis crystallizer juga menemukan sejumlah aplikasi yang menarik, misalnya untuk reaksikristalisasi dan pemisahan kristal jika beberapa spesies kimia yang terlibatsebagian besar jenis Oslo unit kristalisasi adalah dari "jenis dekat." Namun, "terbuka" Jenis (lihat Gambar 2) layak untuk dipe rtimbangkan ketika daerah pengendapan yang sangat besar diperlukan atau ketika kapal harus dibuat dari paduan biaya tinggi atau logam. 9

10 Gambar 5. Oslo Crystalizer Close System A. Prinsip Kerja Sebuah tempat tidur kristal yang tergantung di kapal oleh aliran ke atas jenuh minuman keras di wilayah annular sekitarnya down-comer pusat. Awalnya dirancang sebagai mengklasifikasikan crystallizers, unit Oslo sering dioperasikan dalam modus campuran suspensi untuk meningkatkan produktivitas, meskipun hal ini mengurangi ukuran kristal produk. Dengan modus pengklasifikasian operasi, larutan umpan pekat panas dimasukkan ke kapal pada titik tepat di atas inlet ke pipa sirkulasi. Larutan jenuh dari daerah atas crystallizer, bersama dengan sejumlah kecil bahan baku, disirkulasikan melalui tabung penukar panas dan didinginkan oleh sirkulasi paksa air atau air garam. Dengan cara ini, solusi menjadi jenuh, meskipun harus diperhatikan 10

11 untuk menghindari nukleasi spontan. Kristal produk magma dihapus dari daerah yang lebih rendah dari kapal. B. Keuntungan - Biaya operasi jauh lebih rendah dibandingkan dengan jenis lain dari crystallizer perawatan yang rendah. - Memungkinkan siklus produksi yang panjang antara periode cuci. 11

12 BAB IV PENUTUP A. Kesimpulan - Kristalisasi (crystallization) merupakan peristiwa pembentukan kristalkristal padat dalam suatu fase homogen. - Prinsip dari kristalisasi adalah bahwa senyawa padat akan mudah terlarut dalam pelarut panas bila dibandingkan pada pelarut yang lebih dingin. Jika suatu larutan senyawa tersebut dijenuhkan dalam keadaan panas dan kemudian didinginkan,senyawa terlarut akan berkurang kelarutannya dan mulai mengendap, membentuk kristal yang murni dan bebas dari pengotor. Kemurnian zat ini disebabkan oleh pertumbuahan kristal zat telarut, sehingga za-zat ini dapat dipisahkan dari pengotornya. - Keuntungan dari Oslo Crystalizer: - Biaya operasi jauh lebih rendah dibandingkan dengan jenis lain dari crystallizer perawatan yang rendah. - Memungkinkan siklus produksi yang panjang antara periode cuci. 12

13 DAFTAR PUSTAKA