tugas tugasku

metode-metode pemisahan campuran

1. Pengayakan

A. Pengertian Pengayakan

Pengayakan merupakan pemisahan berbagai campuran partikel padatan yang mempunyai berbagai ukuran bahan dengan mengunakan ayakan. proses pengayakan di sebut juga sebagi alat pembersih, pemisah kontaminan yang ukurannya berbeda dengan bahan baku. Pengayakan memudahkan kita untuk mendapatkan tepung dengan ukuran yang seragam. Dengan demikian pengayakan juga dapat di definisikan sebagai suatu metoda pemisahan berbagai campuran partikel padat sehingga didapat ukuran partikel yang seragam dan terpisah dari kontaminan yang memiliki ukuran berbeda dengan menggunakan alat pengayakan.

Pengayakan dengan berbagai rancangan telah banyak digunakan dan dikembangkan secara luas pada proses pemisahan bahan-bahan pangan berdasarkan ukuran. pengayakan yaitu pemisahan bahan berdasarkan ukuran mesin kawat ayakan, bahan yang mempunyai ukuran lebih kecil dari diameter mesin akan lolos dan bahan yang mempunyai ukuran lebih besar akan tertahan pada permukaan kawat ayakan. Bahan-bahan yang lolos melewati lubang ayakan mempunyai ukuran yang seragam dan bahan yang tertahan dikembalikan untuk dilakukan penggilingan ulang (Ir. Suharto, 1998).

Yang menjadi ciri ayakan antara lain adalah :

a.       Ukuran dalam mata jala

2. Jumlah mata jala (mesh) per satuan panjang, misalnya per cm atau per inchi (sering sama dengan nomor ayakan).
3. Jumlah mata jala per setuan luas, umumnya per cm².

Screening atau pengayakan secara umum merupakan suatu pemisahan ukuran berdasarkan kelas-kelasnya pada alat sortasi. Namun pangayakn juga dapat digunakan sebagai alat pembersih, memindahkan kontaminan yang ukurannya berbeda dengan bahan.

Pengayakan merupakan satuan operasi pemisahan dari berbagai ukuran bahan untuk dipisahkan kedalam dua atau tiga praksi dengan menggunakan ayakan. Setiap praksi yang keluar dari ayakan mempunyai ukuran yang seragam (Fellow, 1988).

B. Macam-macam alat Pengayakan

Berbagai jenis alat pengayak yang dapat digunakan dalam proses sortasi bahan pangan, diklasifikasikan dalam dua bagian  besar :

1.  Ayakan dengan celah yang berubah-ubah (Screen Apeture) seperti : roller screen

(Pemutar), belt screen (kabel kawat atau ban), belt and roller (ban dan pemutar), screw (baling-baling).

2.  Ayakan dengan celah tetap, seperti : stationary (bersifat seimbang/tidak berubah), vibratory (bergetar), rotary atau gyratory (berputar) dan recipro cutting (timbale balik).

Untuk memisahkan bahan-bahan yang telah dihancurkan berdasarkan keseragaman ukuran partikel-partikel bahan dilakukan dengan pengayakan dengan menggunakan standar ayakan.

Standar kawat ayakan dibagi :

1. Tyler Standar, ukuran 200 mesh, diameter 0,0029 inci, dan SA 0,0021 inci.

2. British Standar, ukuran 200 mesh, SA 0,003 inci, dan SI 4√2.

3. US Standar, ukuran 18 mesh, SA 1 mm, dan SI 4√2.

Pengayak (screen) dengan berbagai desain telah digunakan secara luas pada proses pemisahan bahan pangan berdasarkan ukuran yang terdapat pada mesin-mesin sortasi, tetapi pengayak juga digunakan sebagai alat pembersih, pemisahan kontaminan yang berbeda ukurannya dari bahan baku. Rancangan-rancangan pengayak ditemui dalam proses sortasi bahan pangan.

Pengoperasian mesin sortasi dan pengkelasan mutu bahan pangan, juga merupakan pekerjaan yang bersifat monoton. Sifat acuh tak acuh dari tenaga kerja akan mengurangi kesalahan fungsi fungsional saat mengoperasikan peralatan sortasi.

Klasifikasi tersebut sangat bermanfaat tetapi tidak bersifat kaku. Proses pembersihan dan sortasi untuk menghasilkan suatu pengkelasan mutudan beberapa kasus selalu melibatkan proses sortasi. Bagaimanapun, tingkatan operasi tersebut sangat berarti, terutama dalam penerapannya sebagai tujuan utama dari suatu kegiatan (Brennan, 1968).

gambar pengayakan

2. Dekantir

Pengertian Dekantasi atau dekantir - Dekantasi adalah proses pemisahan zat pada yang tidak ikut terlarut di dalam pelarutnya dengan cara dituangkan, sehingga akibatnya cairan tersebut akan terpisah dari zat padat yang tercampur.
contoh pemisahan dekantir: pemisahan air dan pasir

Proses pemisahan menggunakan metode dekantir yaitu dengan mengenapkan semua endapan, kemudian menuang hati-hati cairan di atas endapan sehingga endapan tetap tinggal dl wadah semula. Dengan demikian campuran yang berupa padatan dan campuran akan terpisah.

Dekantir merupakan proses pemisahan campuran yang sangat berguna untuk kehidupan sehari – hari. Dekantir juga sering digunakan dalam proses – proses kimia maupun ilmiah. Dekntir disebut juga dekantasi atau dekanter.

3.Filtrasi

         Penyaringan adalah cara pemisahan campuran berdasarkan perbedaan ukuran dari partikel-partikel komponen campuran. Penyaring yang digunakan harus memiliki pori yang ukurannya lebih kecil dari ukuran partikel salah satu komponen penyusun campuran, tetapi lebih besar dari komponen yang lainnya. 

Sebagai contoh, kita memiliki campuran heterogen antara zat padat dan cairan di mana ukuran partikel zat padat lebih besar dari ukuran partikel zat cair. Untuk memisahkan keduanya, kita dapat menggunakan penyaring yang memiliki ukuran pori lebih kecil dari ukuran partikel zat padat dan lebih besar dari ukuran partikel zat cair. Dengan demikian, kertas saring dapat dilewati oleh partikel cairan, tetapi tidak dapat dilewati oleh partikel zat padat. Hasil dari penyaringan berupa zat padat yang tertinggal di atas kertas saring (residu atau ampas) dan cairan yang tertampung dalam wadah (filtrat). Bahan penyaring yang biasa digunakan di laboratorium adalah kertas saring.

            Metode ini dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah pada pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium, menghilangkan pirogen (pengotor) pada air suntik injeksi dan obat-obat injeksi, dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula. Penyaringan di laboratorium dapat menggunakan kertas saring dan penyaring buchner. Penyaring buchner adalah penyaring yang terbuat dari bahan kaca yang kuat dilengkapi dengan alat penghisap.

4.   Destilasi

Distilasi adalah seni memisahkan dan pemurnian dengan menggunakan perbedaan titik didih. Distilasi memiliki sejarah yang panjang dan asal distilasi dapat ditemukan di zaman kuno untuk mendapatkan ekstrak tumbuhan yang diperkirakan dapat merupakan sumber kehidupan. Teknik distilasi ditingkatkan ketika kondenser (pendingin) diperkenalkan. Gin dan whisky, dengan konsentrasi alkohol yang tinggi, didapatkan dengan teknik yang disempurnakan ini.

Pemisahan campuran cairan menjadi komponen dicapai dengan distilasi fraksional. Prinsip distilasi fraksional dapat dijelaskan dengan menggunakan diagram titik didih-komposisi (Gambar 12. 1). Dalam gambar ini, kurva atas menggambarkan komposisi uap pada berbagai titik didih yang dinyatakan di ordinat, kurva bawahnya menyatakan komposisi cairan. Bila cairan dengan komposisi l₂ dipanaskan, cairan akan mendidih pada b₁. Komposisi uap yang ada dalam kesetimbangan dengan cairan pada suhu b₁ adalah v₁. Uap ini akan mengembun bila didinginkan pada bagian lebih atas di kolom distilasi (Gambar 12.2), dan embunnya mengalir ke bawah kolom ke bagian yang lebih panas. Bagian ini akan mendidih lagi pada suhu b₂ menghasilkan uap dengan komposisi v₂. Uap ini akan mengembun menghasilkan cairan dengan komposisi l₃.

Jadi, dengan mengulang-ulang proses penguapan-pengembunan, komposisi uap betrubah dari v₁ ke v₂ dan akhirnya ke v₃ untuk mendapatkan konsentrasi komponen A yang lebih mudah menguap dengan konsentrasi yang tinggi.

Gambar 12.1 Diagram titik didih- komposisi larutan ideal campuran cauran A dan B. Komposisi cairan berubah dari l₁ menjadi l₂ dan akhirnya l₃. Pada setiap tahap konsentrasi komponen B yang kurang mudah menguap lebih tinggi daripada di fasa uapnya.Contoh soal 12.1 Distilasi fraksional Tekanan uap benzen dan toluen berturut-turut adalah 10,0 x 10⁴ N m^-2 dan 4,0 x 10⁴ N m^-2, pada80°C. Hitung fraksi mol toluen dalam uap yang berada dalam kesetimbangan dengan cairan yang terdiri atas 0,6 mol toluen dan 0,4 molar benzen. Hitung fraksi mol toluen x dalam fas uap.Jawab Dengan bantuan hukum Raoult (bab 7.4(b)), komposisi uapnya dapat dihitung sebagai berikut. Jumlah mol toluen di uap /jumlah mol benzen di uap = [0,60 x (4,0 x 10⁴)]/[0,40 x (10,0 x 10⁴)] = 0,60.
Fraksi mol toluen di uap x adalah: x/(1 – x) = 0,60; x = 0,60 / (1,0 + 0,60) = 0,375.

Bila dibandingkan dengan komposisi cairan, konsentrasi toluen di fasa uap lebih besar menunjukkan bahwa adanya pengaruh distilasi fraksional.Kolom distilasi yang panjang dari alat distilasi digunakan di laboratorium (Gambar 12.2) memberikan luas permukaan yang besar agar uap yang berjalan naik dan cairan yang turun dapat bersentuhan. Di puncak kolom, termometer digunakan untuk mengukur suhu fraksi pertama yang kaya dengan komponen yang lebih mudah menguap A. Dengan berjalannya distilasi, skala termometer meningkat menunjukkan bahwa komponen B yang kurang mudah menguap juga ikut terbawa. Wadah penerima harus diubah pada selang waktu tertentu.

Bila perbedaan titik didih A dan B kecil, distilasi fraksional harus diulang-ulang untuk mendapatkan pemisahan yang lebih baik. Produksi minyak bumi tidak lain adalah distilasi fraksional yang berlangsung dalam skala sangat besar.

d.       

5.   Corong Pisah

Corong pemisah. Lapisan eter dengan zat terlarut yang berwarna kuning di bagian atas dan lapisan air di bawahnya.

Corong pemisah atau corong pisah adalah peralatan laboratorium yang digunakan dalam ekstraksi cair-cair untuk memisahkan komponen-komponen dalam suatu campuran antara dua fase pelarut dengan densitas berbeda yang takcampur. Metode ini digunakan untuk memisahkan dua jenis zat cair yang berbeda massa jenisnya.

Umumnya salah satu fase berupa larutan air dan yang lainnya berupa pelarut organik lipofilik seperti eter, MTBE, diklorometana, kloroform, ataupun etil asetat. Kebanyakan pelarut organik berada di atas fase air keculai pelarut yang memiliki atom dari unsur halogen.

Corong pemisah berbentuk kerucut yang ditutupi setengah bola. Ia mempunyai penyumbat di atasnya dan keran di bawahnya. Corong pemisah yang digunakan dalam laboratorium terbuat dari kaca borosilikat dan kerannya terbuat dari kaca ataupun Teflon. Ukuran corong pemisah bervariasi antara 50 mL sampai 3 L. Dalam skala industri, corong pemisah bisa berukuran sangat besar dan dipasang sentrifuge.

Untuk memakai corong ini, campuran dan dua fase pelarut dimasukkan ke dalam corong dari  atas dengan corong keran ditutup. Corong ini kemudian ditutup dan digoyang dengan kuat untuk membuat dua fase larutan tercampur. Corong ini kemudian dibalik dan keran dibuka untuk melepaskan tekanan uap yang berlebihan. Corong ini kemudian didiamkan agar pemisahan antara dua fase berlangsung. Penyumbat dan keran corong kemudian dibuka dan dua fase larutan ini dipisahkan dengan mengontrol keran corong.

  

6. Kromatografi

gambar Hasil Kromatografi

Kromatografi merupakan cara pemisahan campuran menjadi komponen-komponen zat penyusunnya berdasarkan perbedaan kecepatan zat-zat tersebut bergerak bersama-sama dengan pelarutnya pada permukaan suatu benda penyerap. 

 

Gambar proses kromatografi

Dengan cara ini, zat-zat terlarut akan disebarkan di sepanjang permukaan benda penyerap oleh pelarut yang bergerak di sepanjang permukaan tersebut. Campuran yang berupa cairan dapat dipisahkan menjadi komponen-komponen penyusunnya dengan cara ini. Kamu dapat mengetahui bahwa cairan tinta yang tampaknya seperti hanya satu warna saja, jika diuji secara kromatografi akan tampak tersusun atas dua atau lebih komponen zat yang ditunjukkan oleh timbulnya warna yang berbeda.

Macam – macam Kromatografi

a.       Kromatografi kolom (digunakan untuk memisahkan pigmen pada tumbuhan)

b.      Kromatografi kertas (digunakan untuk memisahkan warna – warna yang terdapat pada bahan pewarna)

c.       Kromatografi lapis tipis (hampir sama dengan kromatografi kertas bedanya menggunakan pelat tipis dari plastic atau gelas)

d.      Kromatografi gas

7.   Sublimasi

Teknik sublimasi dilakukan untuk memisahkan zat yang menyublim ketika dipanaskan atau memisahkan campuran zat yang mudah menyublim dengan pengotornya, seperti kamfer dan iodium. Iodium yang tercampur dengan pengotor dapat dimurnikan kembali dengan teknik sublimasi. Sublimasi dapat memisahkan campuran yang mengandung ammonium klorida dan natrium klorida.

Gambar alat sublimasi

Kristal yang mengandung iodium dan pengotornya disimpan dalam gelas tertutup dan di atas tutupnya disimpan es batu sebagai pendingin. Kemudian dipanaskan sehingga menyublim. Uap iodium yang tidak mengandung kotoran akan membeku kembali pada bagian tutup dan pengotornya tetap berada di bagian dasar gelas.

8. Sentrifugasi

Sentrifugasi merupakan suatu metode yang digunkan dalam pencapaian sedimentasi dimana partikel-partikel yang ada di dalam suatu bahan yang dipisahkan dari fluida oleh gaya sentrifugasi yang dikenakan pada partikel. Dalam hal ini, partikel yang dimaksud adalah solid, gas, atau liquid dan fluida. Dalam pengunaan metode sentrifugasi ini, terdapat sebuah alat yang penting. Alat yang diperlukan dalam metode ini adalah Sentrifugase. Metodde sentrifugasi dimaksudkan agar segala bentuk proses pemisahan zat dapat dipercepat. Hal ini sebagai jawaban atas lamanya waktu yang diperlukan dalam proses pemisahan zat jika dengan cara alamiah.

Dalam metode sentrifugasi, prinsip yang digunakan yaitu dimana objek diputar secara horizontal pada jarak radial dari titik dimana titik tersebut dikenakan gaya. Pada saat objek diputar, partikel-partikel yang ada akan berpisah dan berpencar sesuai dengan berat jenis masing-masing partikel. Gaya yang berperan dalam proses teknik sentrifugasi ini yaitu gaya sentrifugal. Dengan adanya teknik ini, proses pengendapan suatu bahan akan lebih cepat dan optimum dibandingkan dengan menggunakan teknik biasa. Prinsip sentrifugasi ini dapat bekerja secara optimum jika para pengguna dapat memasukkan nilai RPM dan nilai konsentrasi yang tepat kedalam alat sentrifugasi.

Cara pengoperasian alat sentrifugase dalam metode ini terbilang tidak terlalu sulit. Hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan alat tersebut yaitu sistem konsentrasi yang ingin dimasukkan ke dalam alat sentrifugasi dan kecepatan putar alat. Dalam proses penggunaannya, yang dilakukan pertama kali yaitu pengguna memasukkan nilai konsentrasi (%) dari endapan yang diinginkan. Kemudian pengguna memasukkan nilai RPM kedalam alat sentrifugasi. Setelah nilai konsentrasi dan RPM selesai dimasukkan, maka alat sentrifugse secara otomatis akan berjalan. Sebelumnya, alat sentrifugase akan mengeluarkan nilai waktu putar(t) sebelum alat berputar. Kemudian alat akan bekerja secara otomatis dan jika konsentrasi yang diinginkan telah tercapai sebelum waktu yang telah ditentukan, maka simulasi secara otomatis akan berhenti. Namun jika konsentrasi belum tercapai, maka simulasi akan dengan otomatis menambahkan waktu putar.

Di dalam mesin sentrifugase, terdapat suatu sensor yang digunakan untuk mengukur konsentrasi cairan yang dihasilkandari proses sentrifugasi. Yaitu sensor konsentrasi. Diantara sensor yang ada dipabrikan, diantaranya yaitu sensor Swagelok CR-288 seperti pada gambar disamping ini. Sensor ini sangat berperan penting dalam penentuan konsentrasi endapan yang diinginkan oleh si pengguna. Sensor ini juga memberikan kebudahan kepada si pengguna dalam menentukan ketepatan waktu yang diperlukan dalm mencapai suatu titik konsentrasi tertentu dlam proses sentrifugasi.