Kristalisasi [1]

8/18/2019 Kristalisasi [1]

1/13

Kristalisasi

Kristalisasi merupakan proses pemisahan padat-cair dimana terjadi perpindahan

massa dari solut (zat yang terlarut) menuju padatan dari fasa yang homogen ataudengan kata lain peristiwa pembentukan partikel-partikel zat padat dalam suatu

fasa homogen.

Dalam kristalisasi dari larutan sebagaimana yang dilakukan oleh industri,

campuran dua fasa cairan induk (mother liuor) dan kristal dari segala ukuran yang

mengisi crystallizer, akan dikeluarkan sebagai hasil atau disebut dengan magma.

!ujuan dari kristalisasi yang utama ialah mendapatkan perolehan atau hasil yang

memuaskan terutama kemurnian yang tinggi, oleh karena terdapat pertimbangan "

#. $ika kristal yang dihasilkan akan diproses lebih lanjut, maka ukuran yang wajar

dan cukup seragam diperlukan untuk kemudahan filtrasi, pencucian, pelaksanaan

reaksi dengan bahan kimia lain, pengangkutan, serta penyimpanan kristal

%. $ika kristal tersebut akn dipasarkan secara langsung, untuk dapat

diterima oleh konsumen, maka kristal tersebut harus kuat, tidak

mengumpal, ukurannya seragam, dan tidak melekat dalam

kemasan

&ntuk mencapai tersebut, maka distribusi ukuran kristal (crystal size distiribusion)

atau 'D, harus dikendalikan dengan benar dan itulah yang menjadi tujuan utama

dalam perancangan dan operasi pada crystallizer.


2/13

Kristal yang baik, terbentuk dengan baik, umumnya hampir murni, namun masih

mengandung cairan induk bila dikeluarkan dari magma akhir dan jika hasil tersebut

masih mengandung agregat kristal, massa zat padat itu mungkin mengandung

cairan induk bersama kristal.

$enis-$enis 'rystallizer

eperti yang sudah dijelaskan bahwa untuk mencapai tujuan dari kristalisasitersebut diperlukan operasi crystallizer yang baik dan teknik perancangan

crystallizer yang benar. leh karena itu, pada industri banyak digunakan

bermacam-macam crystallizer untuk mencapai tujuan akhir, umumnya memiliki

ukuran padatan yang seragam. $enis-jenis crystallizer didasarkan pada prosesnya,

apakah umpan segar bercampur dengan hasil proses kristalisasi (umpan bercampur

dengan magma) atau tidak* +erbedaan operasi yang dilakukan pada crystallizer

akan menghasilkan produk yang berbeda-beda.

. $enis 'rystallizer dengan 'irculating agma

orced 'irculating /iuid 01aporator 'yrstallizer

'yrstallizer jenis ini menggabungkan proses antara proses pendinginan dan

penguapan (e1aporasi). 2al tersebut dimaksudkan untuk mencapai keadaan yang

supersaturasi (supersaturated) atau keadaan dimana larutan lewat jenuh.


3/13

3ambar #. orced 'irculating /iuid 01aporator


4/13

+ada gambar diatas terlihat bahwa umpan berupa larutan induk terlebih dahulu

dilewatkan melalui sebuah 2eat 04changers untuk dipanaskan. 2eat e4changers

tersebut berada didalam e1aporator. Didalam e1aporator terjadi flash e1aporation

yaitu, terjadi pengurangan jumlah atau kandungan pelarut dan terjadi peningkatan

kosentrasi zat terlarut. Dimana pada saat itu juga, keadaan zat terlarut sudah lewat jenuh atau supersaturasi. /arutan yang sudah berada pada keadaan lewat jenuh

tersebut dialirkan menuju badan crystallizer untuk diperoleh padatan berupa

kristal. Dimana pada badan crystallizer terdapat mekanisme kristalisasi yaitu

nukleasi dan pertumbuhan kristal. +roduk kristal dapat diambil sebagai hasil pada

bagian bawah crystallizer, namun tidak semua proses berjalan sempurna atau

dengan kata lain tidak semua cairan induk berubah menjadi padatan kristal. Karena

itu ada proses pengembalian kembali hasil pipa sirkulasi (circulating pipe) atau

proses recycle hasil kristaliasi.

!erlihat bahwa umpan dan campuran umpan dengan hasil yang masih belum

padatan, dialirkan dengan paksa atau forced circulation, serta adanya 2eat

04changers dapat membuat kenaikan titik didih yang sempurna. Kenaikan titik

didih pada 2eat 04changers pada 01aporator untuk dapat membuat larutan

menjadi lewat jenuh berkisar antara 5 6 #77 untuk sekali lewat. 8ila kenaikan

titid didih yang diharapkan untuk mendapatkan kristal yang baik tidak sesuai,

maka dapat digunakan beberapa e1aporator untuk menaikan titik didih, dimana

kosentrasi zat terlarut akan meningkat juga. Karena mengalir secara paksamenggunakan pompa, maka kecepatan aliran cukup tinggi, sehingga akan

mengakibatkan ketinggian permukaan larutan pada crystallizer tidak tetap atau

naik turun. &mumnya crystallizer jenis ini dibangun dengan diameter % feet atau

pada skala industri sekitar 9 feet atau lebih

Draft !ube 8affle (D!8) 'yrstallizer

+ada crystallizer jenis ini, terdapat keunggulan dimana pada badan crytallizerterdapat pola atau sirkulasi untuk mekanisme kristalisasi. Diantaranya ialah draft

tube, draft tube akan memisahkan antara cairan induk dengan kristal yang akan

terbentuk, yang dilengakapi dengan pengaduk yang bergerak lambat. +engaduk

tersebut ada dimaksudkan untuk membuat cairan induk dapat bernukleasi dengan

cepat, karena dengan pengadukan reaksi akan berjalan cepat.


5/13

draft tube


6/13


7/13

!erlihat pada gambar diatas bahwa umpan masuk melalui 2eat 04changers untuk

proses pemanasan, karena terdapat pengaduk yang diletakkan pada poros badan

atau tangki crystallizer maka cairan induk akan tertarik menuju daerah pengaduk

yang menuju kearah atas, lalu bersikulasi turun kebawah bila hasilnya sudah

berupa kristal. :amun bila tidak akan dikembalikan menuju 2eat 04changerskembali melalui pipa sirkulasi. Karena masuk ke 20 maka akan terjadi kenaikan

titik didih sekitar #- %7. !erjadi pemisahan antara cairan induk dan kristal pada

draft tube ialah karena adanya perbedaan massa jenis, dimana massa jenis kristal

akan lebih besar dila dibandingkan dengan cairan induk, oleh karena itu adanya

gaya gra1itasi mengakibatkan kristal tersebut akan turun kebawah dan diambil

sebagai produk. +roduk kristal memiliki ukuran sekitar ; 6 %7 mesh untuk padatan

K'l, (:29)%9, dan (:29)2%+9

Draft !ube 'rystallizer

$enis 'rystallizer ini tidak jauh berbeda dengan D!8 'rystallizer, hanya saja pada

jenis ini tidak ada baffle atau penyekat antara draft tube dengan badan crystallizer.

:amun kelemahan dari 'rystallizer jenis ini kenaikan titik didih atau untuk dapat

membuat larutan menjadi lewat jenuh agak sulit, karena jenis ini beroperasi dengan

lambat dan panjang, namun akan didapatkan hasil atau magma yang cukup banyak.

%. orced 'irculation 8affle urface 'ooled 'rystallizer

'rystallizer jenis ini menggunkan prinsip sirkulasi cairan atau larutan induk,

dimana umpan maupun hasil kristaliasi akan masuk kedalam heell and !ube 2eat

04changers untuk didinginkan. +erbedaan dengan jenis crystallizer lainnya ialah

karena pada saat dibadan crystallizer terbentuk campuran kristal dan cairan induk,

maka akan terjadi tumbukan antara cairan dengan kristal sehingga suhu campuran

akan meningkat, untuk mendinginkannya diperlukan medium pendingin.

'rystallizer ini mneggunakan prinsip pendinginan, karena kristalisasi dapat terjadi

melalui pembekuan (solidification).

baffle surface


8/13

3ambar 5. orced 'irculation 8affle urface 'ooled 'rystallizer

!erlihat pada gambar diatas, umpan dan recylce kristalisasi bersama-sama masuk

kedalam medium pendingin. :amun ada kelemahannya yaitu, panjang untuk

pertukaran panas pada 20 dan kecepatan umpan serta recycle kristalisasi sangat di

perhitungkan, sebab jika terjadi kesalahan penurunan suhu untuk dapat melakukan

kristalisasi pada proses pendinginan tidak berlangsung secara optimal.

leh karena itu, pompa untuk sirkuasi sangat dikontrol dengan baik, karena pompa

itulah yang menciptakan laju alir disamping bukaan 1al1e. danya pompa

menyebabkan cairan induk akan mengalir secara turbulen baik didalam 20

maupun didalam badan 'rystalizer, maka akan terjadi sering tumbukan untuk

menghasilkan kristal, dimana terdapat sekat antara saluran 2ead 20 dengan ujung

keluaran cairan induk. 8ila kristal sudah terbentuk pada cairan induk yang sudah


9/13

lewat jenuh, maka kristal akan turun karena adanya gaya gra1itasi dan perbedaan

massa jenis. Kristal dari 'rystallizer jenis ini berukuran besar antara 57 6 #77

mesh.

#. / 01aporati1e 'rystallizer

'rystallizer ini dirancang berdasarkan adanya perbedaan suspensi yang mulai

terbentuk pada chamber of suspension. Dimana terdapat 20 eksternal yang

bertujuan untuk membuat keadaan lewat jenuh pada suhu supersaturasinya.

oslo


10/13

3ambar 9. / 01aporati1e 'rystallizer

!erlihat pada gambar, bahwa umpan masuk pada 3, karena dipompa umpan akan

bergerak secara paksa, masuk kedalam e1aporator yang terdapat 20, cairan umpan

tersebut masuk kedalam 8. ebelum masuk ke 8, pada bagian cairan induk yang

panas akan bercampur dengan panas penguapan pada bagian 8. /aju penguapan


11/13

tersebut harus dikontrol antara kerja pompa untuk mengalirkan cairan induk

dengan perubahan panas campuran tersebut.

+ada bagian 8 terjadi proses pencampuran antara keadaan supersaturasi dengankedaan penguapan, maka sering timbul scale atau kerak garam, sehingga akan

mengganggu proses sirkulasi dari aliran tersebut. ering kali diberikan bibit kristal

pada bibit kristal untuk mempercepat pembentukan kristal-kristal yang kita

harapkan.

#. / urface 'ooled 'rystallizer

!idak jauh berbeda dengan / 01aporati1e 'rystallizer, hanya saja cairan

induk didinginkan terlebih dahulu sebelum masuk kedalam crystallizer. /ainnya

sama dengan jenis crystallizer / 0'. oslo cool

3ambar


12/13

#. =acuum +an 'rystallizer

$enis crystallizer ini banyak digunakan pada industri gula. +roses kristalisasi gula

terjadi didalam suatu pan masak yang prosesnya kerjanya dilakukan pasa keadaan

1akum (hampa udara). Disamping itu proses kristalisasi dapat dilakukan baik

dengan single effect maupun multiple effect. Kondisi 1akum dimaksudkan agar

nira yang diperoleh tidak rusak. :ira yang digunakan ialah nira yang kental yang

merupakan bahan baku proses kristalisasi. Dalam kristalisasi kadar kotoran dan air

pada nira kental akan dihilangkan.1accum

3ambar ;. =acuum +an 'rystallizer


13/13

+ada nira kental masih terkandung kotoran sekitar # zat terlarut, sedangka

kadar airnya sekitar 5 (dengan 8ri4 ;7-;

Documents

Kristalisasi [1]