Teknik Kimia

MODUL PLPG

TEKNIK KIMIA

KONSORSIUM SERTIFIKASI GURU
dan
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
Panitia Sertifikasi Guru (PSG) Rayon 115
2013

KATA PENGANTAR
Buku ajar dalam bentuk modul yang relatif singkat tetapi komprehensif ini
diterbitkan untuk membantu para peserta dan instruktur dalam melaksanakan kegiatan
Pendidikan dan Latihan Profesi Guru (PLPG). Mengingat cakupan dari setiap bidang atau
materi pokok PLPG juga luas, maka sajian dalam buku ini diupayakan dapat membekali
para peserta PLPG untuk menjadi guru yang profesional. Buku ajar ini disusun oleh para
pakar sesuai dengan bidangnya. Dengan memperhatikan kedalaman, cakupan kajian, dan
keterbatasan yang ada, dari waktu ke waktu buku ajar ini telah dikaji dan dicermati oleh
pakar lain yang relevan. Hasil kajian itu selanjutnya digunakan sebagai bahan perbaikan
demi semakin sempurnanya buku ajar ini.
Sesuai dengan kebijakan BPSDMP-PMP, pada tahun 2013 buku ajar yang

digunakan dalam PLPG distandarkan secara nasional. Buku ajar yang digunakan di
Rayon 115 UM diambil dari buku ajar yang telah distandarkan secara nasional tersebut,
dan sebelumnya telah dilakukan proses review. Disamping itu, buku ajar tersebut
diunggah di laman PSG Rayon 115 UM agar dapat diakses oleh para peserta PLPG
dengan relatif lebih cepat.
Akhirnya, kepada para peserta dan instruktur, kami sampaikan ucapan selamat
melaksanakan kegiatan Pendidikan dan Latihan Profesi Guru. Semoga tugas dan
pengabdian ini dapat mencapai sasaran, yakni meningkatkan kompetensi guru agar
menjadi guru dan pendidik yang profesional. Kepada semua pihak yang telah membantu
kelancaran pelaksanaan PLPG PSG Rayon 115 Universitas Negeri Malang, kami
menyampaikan banyak terima kasih.

Malang, Juli 2013
Ketua Pelaksana PSG Rayon 115

Prof. Dr. Hendyat Soetopo, M. Pd
NIP 19541006 198003 1 001

BAHAN AJAR PLPG
SMK KIMIA – INDUSTRI

Oleh:
Dr. Sutrisno, M.Si.
Drs. Ridwan Joharmawan, M.Si.
Dr. Fauziatul Fajaroh, M.S.
Dra. Hayuni Retno Widarti, M,Si.
Dra. Surjani Wonorahardjo, Ph.D.
Dr. Aman Santosa, M.Si.
Neena Zakia, S.Si., M.Si.

Direview dan diolah kembali oleh:
Dr. Sutrisno, M.Si.

UNIVERSITAS NEGERI MALANG
Panitia Sertifikasi Guru (PSG) Rayon 115
2012

Pengantar dari Penyusun
Puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah s.w.t atas tersusunnya karya
tulis ini yakni sebuah Buku Ajar sebagai Bahan Pendidikan dan Pelatihan Profesi

Guru untuk“SMK Kimia Industri”. Buku ini sengaja disusun dengan pola yang
relatif khusus dan spesifik, yakni berfokus pada uraian ringkas atas konsepkonsep dasar kimia di sekolah, khususnya untuk pembelajaran di Sekolah
Menengah Kejuruan (SMK) Kimia Industri. Hal ini dikarenakan untuk buku teks
maupun buku ajar sejenis yang bersifat universal sebagaimana umumnya isi
sebuah buku telah banyak berkembang. Buku ajar ini mencoba untuk mendekati
dengan lebih fokus, dengan harapan dapat digunakan oleh peserta Pendidikan
dan Pelatihan Profesi Guru (PLPG) atau yang sejenis dan para fasilitator untuk
tujuan yang sama dengan lebih mudah dan terarah, khususnya yang
diselenggarakan oleh Universitas Negeri Malang. Isi dari buku ini sangat
berbeda dengan buku ajar maupun buku teks tentang Ilmu Kimia pada
umumnya.
Buku ajar “SMK Kimia Industri” ini tersusun dalam 11 bagian dan
merupakan karya tulis yang dikembangkan oleh Tim Dosen Jurusan Kimia
FMIPA Universitas Negeri Malang seperti yang tercantum dalam halaman
sampul buku ajar ini. Selanjutnya naskah tersebut ditelaah, direview, dan ditata
oleh Dr. Surisno, M.Si. sehingga terwujudlah seperti yang ada seperti ini.
Kesemuanya diharapkan dapat membantu para pengguna untuk mencapai
maksud dan tujuan masing-masing.
Semoga karya yang sederhana dapat bermanfaat bagi para pengguna dan
pembaca. Saran dan kritik untuk perbaikan penyusunan buku ajar sejenis sangat

diharapkan dari pembaca.
Malang, Juni 2012

Penyusun

DAFTAR ISI
Bagian

Halaman

Bagian 1

Diagram alir proses indusrti

1-1 s.d 1-10

Bagian 2

Grinding dan sizing

2-1 s.d 2-6

Bagian 3

Penukar panas sederhana

3-1 s.d 3-6

Bagian 4

Ekstraksi

Bagian 5

Absorpsi dan adsorpsi

Bagian 6

Resin Penukar Ion

6.1 s.d 6.10

Bagian 7

Proses Elektrolisis

7-1 s.d 7-9

Bagian 8

Evaporasi

8-1 s.d 8-11

Bagian 9

Filtrasi

9-1 s.d 9-11

Bagian 10

Pengolahan Limbah Cair

Bagian 11

Proses Sublimasi

11-1 s.d 11-8

Bagian 12

Destilasi

12-1 s.d 12-7

Bagian 13

Proses Pencampuran (Mixing) Bahan

13-1 s.d 13-5

4.1 s.d 4-10
5.1 s.d 5-9

10-1 s.d 10-12

Kimia
Bagian 14

Kimiawi Biodiesel

14-1 s.d 14-8

Bagian 1:
DIAGRAM ALIR PROSES INDUSTRI
1. Deskripsi Isi:
Bagian 1 mengenai Diagram Alir Proses Industri yang membahas tentang
aliran materi proses fisika dan reaksi kimia industri pengolahan air,
pengolahan air, industri kertas, industri pupuk, dan industri pupuk.

2. Kompetensi:
Menguasai konsep-konsep dasar tentang aliran materi proses fisika dan
reaksi kimia industri pengolahan air, pengolahan air, industri kertas,
industri pupuk, dan industri pupuk.

3. Tujuan:
Setelah mempelajari modul ini, peserta diharapkan mampu menguasai
konsep dasar tentang aliran materi proses fisika dan reaksi kimia industri
pengolahan air, pengolahan air, industri kertas, industri pupuk, dan
industri pupuk.

I. URAIAN SINGKAT
A. Aliran Materi Proses Fisika dan Reaksi Kimia Industri Pengolahan Air
Air mentah dari berbagai tempat tempat dapat mempunyai sifat-sifat
bakterologis, biologis, fisik dan kimawi berbeda-beda maka tidak mungkin
menetapkan cara penanganan atau kombinasi proses penanganan secara
umum akan digunakan pada semua kondisi. Untuk mengolah air mentah
akan dilakukan pengolahan dalam tiga metode pengolahan: Pengolahan
secara fisika, secara kimia, dan secara biologi. Di antara pengolahan secara

fisika adalah melalui proses adsorpsi, biasanya dengan karbon aktif,
dilakukan untuk menghilangkan bau dan menyisihkan senyawa aromatik
(misalnya fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya, terutama jika
diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut, sedangkan
untuk menghilangkan kation digunakan adsorben ion exchange.

Kimia SMK Industri:Diagram Alir Proses Industri PLPG-2012 Rayon 115 UM

1- 1

Keterangan:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Pompa air
Bak umpan
Pipa influen
Bak pengatur debit
Pipa overflow
Pipa menuju ke kolom
Flowmeter
Kolom adsorpsi
Bak Penampung efluen

a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.

Kran pengatur 1
Kran pengatur 2
Kran pengtaur 3
Outlet sampel h1
Outlet sampel h2
Outlet sampel h3
Outlet sampel h4
Outlet sampel h5

=
=
=
=
=

20 cm
40 cm
60 cm
80 cm
100 cm

Gambar 1.1. Peralatan Adsorpsi secara kontinyu

B. Aliran Materi Proses Fisika dan Reaksi Kimia Industri Soda
Proses pembuatan Natrium karbonat ada dua macam yaitu secara sintetik
dan alami. Secara sintetik terdiri atas proses Le Blanc dan Solvay sedangkan
secara alami disebut sebagai proses Natural, proses ini tdk dilakukan di
Indonesia.
1. Proses Le Blanc
Kerak garam (salt
cake)

Karbon dan gamping
Reaksi :

Pemanggangan
Pengerasan

2NaCl(s)+H2SO4(l) ⇔ NaHSO4(s) + 2HCl(g)

Abu hitam

Na2SO4(s) + 4C(s) ⇔ Na2S(s) + 4 CO(g)
Na2S(s) + CaCO3(s) ⇔ Na2CO3(s) + CaS(s)

Gasifikasi
Pemekatan

Pengeringan

Na2CO3
Gambar 1.2. Diagram alir proses produksi natrium karbonat

Kimia SMK Industri:Diagram Alir Proses Industri PLPG-2012 Rayon 115 UM

1- 2

2. Proses Solvay
Proses Solvay menggunakan brine (NaCl), batu kapur (CaCO3), sebagai
bahan baku dan menggunakan ammonia sebagai reagen siklus. Adapun
reaktor yang digunakan adalah Packed tower.
CaCO3 → CaO + CO2 …..……… (1)
CaO + H2O → Ca(OH)2 .………… (2)
NaCl + H2O + NH3 ↔ NaCl + NH4OH ..………… (3)
2 NH4OH + CO2 ↔ (NH4)2CO3 + H2O ..………… (4)
(NH4)2CO3 + CO2 + H2O ↔ 2 NH4HCO3 ………… (5)
2 NH4HCO3 + 2 NaCl ↔ 2 NaHCO3 + 2 NH4Cl ………… (6)
2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 ………… (7)
Jika dibandingkan antara proses Le Blanc dan Solvay, maka proses Solvay
lebih menguntungkan dikarenakan proses Solvay berjalan pada suhu rendah,
reaksi berjalan pada fase cair-gas, konversi yang dihasilkan besar, dan
Natrium yang dihasilkan lebih berkualitas. By-product yang dihasilkan dari
proses Solvay dapat dijual kembali.

C. Aliran Materi Proses Fisika dan Reaksi Kimia Industri Kertas
Kertas dibuat dari pulp kayu dengan pencampuran bahan kimia untuk
mendapatkan kualitas kertas yang baik. Adapun bahan mentah yang diolah
adalah : Lembaran pulp ( LBKP dan NBKP), Broke yaitu kertas reject yang
diolah kembali, bahan tambahan seperti : CaCO3, dyes, Cationic Starch, dsb.
Proses pembuatan kertas digambarkan dalam bentuk diagram alir seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.3.
1. Pulping, proses pembuburan dengan alat yang disebut pulper.
2. Cleaning, proses pembersihan bubur serat yang telah dihancurkan dalam
pulper.
3. Refining,

proses

penggilingan

bubur

serat

lebih

lanjut

untuk

menghasilkan bubur serat yang lebih halus.
4. Mixing,

pencampuran bahan atau bubur serat dan aditif. Bahan

penunjang bubur kertas yaitu, cationic starch. Penambahan aditif untuk
mengikat ion – ion kertas agar jaringan kertasnya kuat.
5. Blending, proses pengadukan campuran bubur serat yang akan dikirim ke
proses pembentukan kertas. Pada bagian ini kekentalan bubur serat
dikontrol oleh alat yang dinamakan CRC (Consistence Recording Controller).

Kimia SMK Industri:Diagram Alir Proses Industri PLPG-2012 Rayon 115 UM

1- 3

6. Beating dan pemurnian, proses awal yang digunakan untuk memperbaiki
kekuatan dan sifat fisik dari kertas yang diinginkan, dan untuk
mempengaruhi tingkah laku kertas selama berada dalam tahap proses
pembentukan lembaran dan pengeringan tujuan proses ini adalah juga
untuk menambah luas permukaan fiber dan pelarutan.
Pulp dan Broke

7. Pembentukan

Kertas

(Formasi), terjadi

karena bantuan gravitasi dan daya hisap.
Tujuan dari proses ini adalah pembentukan
Pulping

Cleaning

kertas (web) dengan serat distribusi yang
merata dengan
air.

Proses

menghilangkan 90-95%
pengurangan

kadar

air

dilakukan dengan pengepresan basah (wet
Refining

pressing)
8. Pengeringan,

Penghilangan

air

dengan

proses evaporasi. Untuk memasok panas
Mixing

Blending


dibutuhkan urutan-drum uap panas, sering
disebut

sebagai

pengeringan

kaleng.

Pengeringan oleh penguapan adalah proses
intensif energi.



Forming

9. Finishing, dikenal dengan Sizing, Sizing
adalah proses untuk menjadikan bahan
fiber menjadi kertas dan lebih tahan rusak

Drying

dari berbagai cairan, khususnya air. Damar


Finishing


adalah bahan terbanyak yang digunakan


Kertas

dapat digunakan juga bahan seperti pati,

sebagai zat pembantu proses ini, selain itu,

lem, kasein, resin sintetis, dan turunanturunan selulosa lainnya.

Gambar 1.3. Diagram alir proses
pembuatan kertas
D. Aliran Materi Proses Fisika dan Reaksi Kimia Industri Pupuk
Potassium Sulphate (ZK) atau biasa disebut Sulphate of Potash (SOP)
digunakan sebagai pupuk yakni sumber senyawa kalium dan sulfur pada
tanaman perkebunan seperti rami, kapas, dan tembakau. Bahan baku sulfat
alami untuk pembuatan ZK yang berasal dari pertambangan antara lain

Kimia SMK Industri:Diagram Alir Proses Industri PLPG-2012 Rayon 115 UM

1- 4

adalah lanbeinite (K2SO4.2MgSO4), leonite (K2SO4.MgSO4.4H20), schoenite
(K2SO4.MgSO4.6H2O), dan glaserite (K3Na(SO4)2).
Proses Produksi ZK dengan Dekomposisi KCl dengan Na2SO4
Bahan baku pembuatan pupuk ZK adalah Sodium Sulphate Na2SO4. Diagram
alir proses ditampilkan pada Gambar 2.4.

Gambar 1.4. Diagram alir proses produksi ZK dengan melalui dekomposisi
KCl dengan Na2SO4

Penjelasan Proses:
Bahan baku yang digunakan adalah sodium sulphate baik dalam bentuk
anhydrous (Na2SO4) maupun dalam bentuk hydrated (Na2SO4.10H2O). Selain
itu digunakan juga potassium chloride (KCl) dalam bentuk larutan pada
temperatur 20 – 25ºC. Umpan KCl, Na2SO4, dan recycle mother liquor yang
mengandung kristalin glaserite K3Na(SO4)2 dan KCl, serta kondensat hasil
kondensasi dari uap evaporator diumpankan ke reaktor. Reaksi yang terjadi
adalah sebagai berikut:
4Na2SO4 + 6KCl -> 2K3Na(SO4)2 + 6NaCl
2KCl + 2K3Na(SO4)2 -> 4K2SO4 + 2NaCl
Kimia SMK Industri:Diagram Alir Proses Industri PLPG-2012 Rayon 115 UM

1- 5

Rasio mol Na2SO4 : KCl dibuat sangat berlebih yakni antara 1 : 6 sampai 1 :
10 untuk mendapatkan konversi yang tinggi (96 – 99%), sedangkan untuk
rasio mol ZK : Na2SO4 dijaga 2 : 1. Setelah bereaksi di reaktor, produk ZK
dipisahkan di filter dan selanjutnya mother liquor yang terbentuk diuapkan di
unit konsentrasi 2 tingkat secara bertahap dan diikuti dengan proses
kristalisasi pada temperatur rendah (2ºC) untuk tahap 1. Setiap mother liquor
yang sudah terpisah baik di tahap 1 maupun 2 akan dipisahkan di filter
untuk selanjutnya di-recycle kembali ke reaktor, sedangkan uap dari unit
konsentrasi akan dikondensasikan terlebih dahulu dan selanjutnya dikirim ke
reaktor. Adapun spesifikasi produk ZK adalah sebagai berikut: K2SO4

:

96%-w.

E. Aliran Materi Proses Fisika dan Reaksi Kimia Industry Bahan Pelapis
Bahan-bahan inti yang digunakan dalam pembuatan cat terdiri dari
padatan (solids) dan cairan (liquids). Dengan bagian padatan tersebut
tertahan (tersuspensi) dalam porsi cairan atau carrier. Solids atau padatan
adalah bahan yang tertinggal di permukaan setelah bagian liquids menguap.

Solids terdiri dari beberapa material, setiapnya didesain untuk menghasilkan
beberapa properti dari cat, namun yang utama adalah pigmen (pewarna) dan
binder (perekat). Untuk lebih mudah memahami bahan penyusun cat, maka
bahan penyusun cat ini diklasifikasi menjadi empat bagian besar yaitu
carrier/pembawa, pengikat/pembentuk lapisan film, pigmen, dan aditif.
Proses produksi cat melalui beberapa proses, yaitu pre-mixing, grinding, letdown, filtering, color matching, dan packaging. Pre-mixing yaitu proses
pencampuran awal dimana bagian padat dari cat seperti pigmen dan
extender/filler didispersikan ke pelarutnya dengan tambahan aditif yang
sesuai seperti dispersing agent dan wetting agent. Pada proses grinding
partikel-partikel pigmen dihaluskan dengan mesin giling/grinder agar ukuran
partikel menjadi lebih kecil dan diperoleh kehalusan dan warna yang
diinginkan. Kemudian selanjutnya adalah proses finishing yang meliputi letdown, filtering, color matching sampai packaging. Pada proses ini cat diatur
Kimia SMK Industri:Diagram Alir Proses Industri PLPG-2012 Rayon 115 UM

1- 6

kekentalannya,

ditambahkan

zat

aditif,

disaring

dari

kotoran

saat

pengadukan, disesuaikan dan dipilah-pilah warnanya, dan pada akhirnya di
kemas.

Gambar 2.5. Diagram alir proses pembuatan cat

II. LATIHAN PEMECAHAN MASALAH
1. Apakah fungsi menara adsorpsi dalam pengolahan air ?
2. Apakah fungsi adsorben arang aktif dalam menara adsorpsi?
3. Apakah manfaat natrium karbonat di dalam industri?
4. Mengapa proses solvay lebih ramah lingkungan dibandingkan proses Le
bLanc?
5. Apa yang dimaksud dengan proses pulping?
6. Apa yang menjadi bahan baku pembuatan kertas?
7. Apa fungsi pupuk ZK?
8. Jelaskan diskripsi uraian proses kimia dan fisika yang terjadi pada
grinding pada proses pembuatan cat.

III. RANGKUMAN
Untuk mengolah air mentah akan dilakukan pengolahan dalam tiga
metode pengolahan: (a) Pengolahan secara fisika ; (b) Pengolahan secara
kimia; dan (c) Pengolahan secara biologi. Di dalam pengolahan secara fisika
digunakan menara adsorbsi untuk menghilangkan bau dengan adsorben
karbon aktif dan atau menukar kation dengan ion exchange. Proses yang
terjadi pada industri soda ada 3 macam:Proses Le Blanc, Sovay dan Natural.

Kimia SMK Industri:Diagram Alir Proses Industri PLPG-2012 Rayon 115 UM

1- 7

Proses pembuatan kertas adalah sebagai berikut: pulping, cleaning, refining,
mixing, blending, forming, drying, finisihing.
Pupuk ZK dibuat dengan bahan baku sodium sulfst baik yang
anhydrous maupun hidrated, dan KCl. Umpan KCl, Na2SO4, dan recycle
mother liquor yang mengandung kristalin glaserite K3Na(SO4)2 dan KCl, serta
kondensat hasil kondensasi dari uap evaporator diumpankan ke reactor.
Proses pembuatan cat mempunyai tahapan sebagai berikut: Proses produksi
cat melalui beberapa proses, yaitu pre-mixing, grinding, let-down, filtering,
color matching, dan packaging.

IV. TUGAS
1. Deskripsikan diagram alir pada proses pengolahan air di dalam menara
adsorpsi.
2. Bandingkan antara proses Le Blanc dengan Solvay manakah yang lebih
menguntungkan dari sisi ekonomi dan lingkungan.
3. Jelaskan proses pembuatan bubur kertas.
4. Buatlah reaksi kimia pada proses pembuatan pupuk ZK.
5. Jelaskan diskripsi uraian proses kimia dan fisika yang terjadi pada mixing
pada proses pembuatan cat.
6. Jelaskan diskripsi uraian proses kimia dan fisika yang terjadi pada
Matching pada proses pembuatan cat.

V. SOAL-SOAL
1. Menghilangkan bau dan senyawa organik dari turunan aromatic maka
adsorben jenis apakah yang diperlukan?
2. Untuk menghilangkan kation dalam air maka adsorben jenis apakah yang
digunakan dalam menara adsorpsi?
3. Diskripsikan diagram alir proses le Blanc di atas.
4. Diskripsikan proses pembuatan industry soda proses solvay.
5. Bagaimana proses refining?
6. Apa tujuan Proses Beating dan pemurnian?
7. Bahan baku pupuk ZK dapat diperoleh sebagai hasil samping dari
beberapa proses produksi pada industri apa saja?
8. Apa hasil samping dari proses produksi ZK?
9. Jelaskan diskripsi uraian proses kimia dan fisika yang terjadi pada pre
mixing pada proses pembuatan cat.
Kimia SMK Industri:Diagram Alir Proses Industri PLPG-2012 Rayon 115 UM

1- 8

VI. KUNCI JAWABAN
1. Arang aktif.
2. Ion exchange.
3. Proses ini didasarkan atas pemanggangan salt cake (kerak garam) dengan
karbon dan gamping di dalam tanur putar dan sesudah itu mengeraskan
hasilnya dengan air. Produk kasar dari reaksi ini disebut black ash (abu
hitam). Pengerasan dilakukan pada waktu dingin, pada pengerasan ini
berlangsung hidrolisis sebagian sulfida. Ini kemudian diubah lagi menjadi
karbonat melalui pengolahan dengan gas yang mengandung karbon
dioksida yang berasal dari tanur abu hitam. Larutan natrium karbonat
yang dihasilkan, dipekatkan sehingga menghasilkan Natrium karbonat
yang kemudian dikeringkan atau dikalsinasi.
4. Proses Solvay menggunakan brine (NaCl), batu kapur (CaCO3), sebagai
bahan baku dan menggunakan ammonia sebagai reagen siklus. Adapun
reaktor yang digunakan adalah Packed tower. Natrium karbonat yang
dihasilkan berupa light sodium carbonat dan dense sodium carbonat
sesuai dengan kebutuhan pabrik yang menggunakannya.
5. Refining adalah proses penggilingan bubur serat lebih lanjut untuk
menghasilkan bubur serat yang lebih halus. Setelah itu bubur serat
tersebut diolah kembali dengan cara dipotong dan digiling dengan
menggunakan 2 buah pisau pemotong yang berbentuk disc plate.
6. Tujuannya :untuk memperbaiki kekuatan dan sifat fisik dari kertas yang
diinginkan, dan untuk mempengaruhi tingkah laku kertas selama berada
dalam tahap proses pembentukan lembaran. Selain itu, proses ini juga
dapat menambah fleksibilitas fiber.
7. Hasil samping dari beberapa proses produksi yakni: Pengolahan bijih
chromium, Pemurnian flue gas, Pembuatan serat (viscose fibres), Produksi
HCl, pigmen silica, asam lemak, dan trimethylolpropane, Pengolahan
limbah asam sulfat.
8. NaCl.
9. Pre-mixing yaitu proses pencampuran awal dimana bagian padat dari cat
seperti pigmen dan extender/filler didispersikan ke pelarutnya dengan
tambahan aditif yang sesuai seperti dispersing agent dan wetting agent.

Kimia SMK Industri:Diagram Alir Proses Industri PLPG-2012 Rayon 115 UM

1- 9

VII. REFERENSI
Austin, GT, 1984, Shreve’s Chemical Process Industries 4th edition, McGrawHill
Book Co.
Cobe Mc and Smith, 1956. Unit Operation of Chemical Engineering, Inc.
Toronto, London, New York.
Darsam 1970, Pembuatan tahu rakyat di daerah Banyumas,
Tk.vSarjana Fak. Pertanian Unsoed, Purwokereto.

Skripsi

Praktek Alat dan Mesin Pengolahan Hasil Pertanian, Dikmenjur- Departemen
Pendidikan dan Kebudayaan 1979.
Erwan S.,Wisnuwati, 2010, Bahan Ajar Mengoperasikan Peralatan Absorbsi
dan Adsorbsi, Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan
Tenaga Kependiodikan Pertanian, Dirjen PMPTK.
Wisnuwati, Sahirman, Santa, Dian Nurdiani, Anan Herliani, 2011, Bahan ajar
Bidang Kimia Industri, Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik
dan tenaga Kependidikan Pertanian, Dirjen PMPTK.

Kimia SMK Industri:Diagram Alir Proses Industri PLPG-2012 Rayon 115 UM

1- 10

Bagian 2:
GRINDING DAN SIZING
1. Deskripsi Isi:
Bagian 2 mengenai Grinding dan Sizing yang membahas tentang bahan
olahan; kondisi peralatan grinding dan sizing; pengoperasian peralatan
grinding dan sizing; dan pengendalian pengoperasian peralatan grinding
dan sizing.

2. Kompetensi:
Menguasai konsep-konsep dasar tentang bahan olahan; kondisi peralatan
grinding dan sizing; pengoperasian peralatan grinding dan sizing; dan
pengendalian pengoperasian peralatan grinding dan sizing.

3. Tujuan:
Setelah mempelajari modul ini, peserta diharapkan mampu menguasai
konsep dasar tentang bahan olahan; kondisi peralatan grinding dan
sizing; pengoperasian peralatan grinding dan sizing; dan pengendalian
pengoperasian peralatan grinding dan sizing.

I. URAIAN SINGKAT
A. Pemeriksaan Bahan Olahan
Bentuk penanganan bahan olahan lainnya, yaitu

pengecilan ukuran

bahan olahan yang dapat dilakukan dengan proses basah dan kering, serta
menggunakan peralatan seperti crushing rolls, penggiling palu, penggiling
cakram, buhr mill, penggiling gulingan dan pemotong, macam – macam
metode pengecilan

ukuran

diantaranya

:

Cutting,

Slicing,

Grinding,

Chopping dan Gretting. Macam Karakteristik Bahan:
1. Tingkat kekerasan bahan (tekstur bahan), dalam hal ini satuan ukurannya
adalah “maks” namun dalam keseharian banyak digunakan istilah :
tekstur lembut, tekstur sedang dan tekstur keras.
2. Tingkat frioble bahan (tingkat kemudahan pecah) dari bahan.
Kondisi bahan dilihat dari stuktur pembentuk (stuktur kristal) bahan.
1) Tingkat kandungan serat dan golongan serat dalam bahan, kondisi ini
ditunjukan dengan golongan serat dalam bahan misalnya seratnya mudah

Kimia SMK Industri:Grinding dan Sizing PLPG-2012 Rayon 115 UM

2-1

sobek, seratnya mudah patah/putus atau seratnya kenyal.
2) Kadar cairan bahan.

B. Pemeriksaan Kondisi Peralatan Grinding dan Sizing
Peralatan

penghancur

zat

padat

dibagi

atas

mesin

pemecah

(crusher), mes in giling (grinder), dan mesin potong (cutting machine). Mesin
pemecah

bertugas

melakukan

kerja berat memecah

bongkah-bongkah

besar menjadi kepingan-kepingan kecil. Mesin giling bertugas memperkecil
lagi umpan hasil pecahan menjadi serbuk. Mesin potong menghasilkan
partikel yang ukuran dan bentuknya tertentu.

Gambar 2.1 Mesin Perajang

Gambar 2.2 Mesin Pemarut

Untuk pengoperasian peralatan yg tepat dan ekonomis pada alat
grinding dan sizing maka perlu diperhatikan hal-hal sbb :
1. umpan harus berukuran yg sesuai dan laju masuknya sama.
2. hasil pengecilan harus segera di pindahkan dari tempat keluaran di
mesin.
3. material yg tdk dpt di perkecil harus segera dikeluarkan dari mesin.
4. dalam proses grinding dan seizing produk dengan titik lebur rendah dan
sensitive dengan panas harus dihilangkan dari penggilingan.

C. Pengoperasian Peralatan Grinding dan Sizing
Sesudah di tentukan persiapan bahan yang akan di olah sesuai dengan
karakteristik alat dan produk yang diharapkan maka masuk pada proses
operasional peralatan grinding dan sizing. Standard Operasional prosedur
untuk penggunaan Alat Hammer Mill.
1. Hammer

mill

harus

ditangani

minimal

Kimia SMK Industri:Grinding dan Sizing PLPG-2012 Rayon 115 UM

dua

orang

dan

harus

2-2

menggunakan pelindung mata dan telinga sebaiknya juga menggunakan
masker pelindung dari debu. Operator harus melapor kpd pimpinan jika
akan menggunakan hammer mill.
2. Sebelum digunakan, periksa oli dan pendingin pada motor diesel, periksa
secara visual semua bagian tetap terikat kuat pada kerangka dan sabuk
juga kencang/tegang.
3. Bawa peralatan jauh dari saluran udara masuk. Mengatur kastor dengan
chocks roda. Ingat bahwa mill akan bergerak sedikit pada kastor ketika
dijalankan.
4. Ikat kantong penampung ke tabung output dan tutuplah bagian input
atas dengan tas lain untuk meminimalkan kerugian dari bahan yang
halus. Gunakan tas pakan jala anyaman sebagai tas penampung.
Keterangan Gambar:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.

Lubang pemasukan
Poros
Hammer
Silinder
Tutup
Motor Penggerak
Saluran Pengeluaran
Baut
Pengatur Pengeluaran
Sabuk
Ruang Proses

Gambar 2.3 Alat Hammer Mill
5. Hubungkan Listrik dan jalankan motor. Throttle harus tetap dalam posisi
½ terbuka.
6. Lepaskan baterai ketika peralatan bergerak dan pastikan kabel baterai
tidak rusak.
7. Dengan hati-hati masukkan umpan ukuran tangan penuh bahan ke
dalam hopper. Semua bahan harus kering, bahan yang lembab akan
menyumbat penyaring.
8. Jauhkan jari dan lengan jauh dari hopper.
9. Memasukkan umpan hanya pada kecepatan yg alat dapat memproses
material.
10. Jika mesin tampaknya tidak dapat beroperasi seperti biasanya, matikan
mesin dan laporkan masalah itu kepada pemimpin proyek.
11. Seorang pekerja harus memonitor isi dari tas penampung bahwa material
tertampung ke dalamnya. Ketika mengetahui bahwa tas akan penuh
Kimia SMK Industri:Grinding dan Sizing PLPG-2012 Rayon 115 UM

2-3

dengan material, Dia harus memberitahu operator yang memasukkan
umpan untuk berhenti. Operator di saluran output segera mengganti tas
yang penuh dan mengganti dg mengikat tas baru, lalu menginformasikan
operator lain bahwa dia dapat melanjutkan memberi umpan. Saat
mengganti

tas,

cobalah

untuk

menjaga

hilangnya

bahan

halus

seminimum mungkin.
12. Setelah menyelesaikan sesi pekerjaan, matikan motor, membersihkan
tempat kerja, mendinginkan motor dan membawa roll mill kembali ke
lokasi penyimpanan.
13. Masukkan lama penggunaan pada kertas log peralatan.
14. Olesi semua alat kelengkapan dengan pelumas, periksa tingkat elektrolit
baterai, mengisi ulang baterai dengan pengisi daya menetes, dan
menerapkan dressing sabuk sesuai kebutuhan.

D. Pengendalian Pengoperasian Peralatan Grinding dan Sizing
Standar Operasional Prosedur (SOP) untuk menggunakan Rolling Mill
adalah sebagai berikut.
1. Deskripsi Proses Umum, Peralatan ini harus digunakan dengan adanya 2
orang keduanya harus sudah dilatih dengan baik pada bagian tertentu
dari peralatan. Peralatan ini mengurangi ketebalan spesimen logam
dengan

melewatkan

spesimen

di

antara

dua

gulungan;

tekanan

diterapkan pada spesimen, sehingga mengurangi ketebalannya. Semua
pekerjaan yang diuraikan dalam SOP ini harus dijalankan.
2. Bahaya Rolling Mill / Kelas Bahaya Risiko utama dari peralatan ini
adalah daerah penjepit diantara gulungan.
3. Alat Pelindung Diri (APD), Peralatan ini HARUS digunakan oleh 2 orang
yang

telah

terlatih

untuk

menggunakan

Rolling

Mill.

Sebelum

menggunakan rolling mill, pastikan bahwa Anda setidaknya telah
memenuhi persyaratan pelindung sebagai berikut: (a) Perisai wajah, (b)
Closed-toe sepatu dengan kaus kaki, (c) Celana panjang (tidak ada celana
pendek!), (d) Jas lab., (e) Tidak ada bagian yg lepas dari pakaian, kemeja
lengan panjang harus digulung, (f) Rambut panjang harus diikat ke
belakang, (g) Dorong Bar, dan TongSebelum melanjutkan, Anda harus
telah membaca dan akrab dengan cara pengoperasian yang aman dari
Rolling Mill.
4. Rekayasa / Ventilasi Kontrol, Tidak berlaku untuk peralatan ini.
Kimia SMK Industri:Grinding dan Sizing PLPG-2012 Rayon 115 UM

2-4

5. Prosedur Penanganan Khusus dan Persyaratan Penyimpanan, Pastikan
saat memasukkan spesimen ke dalam rol, Anda menggunakan bar push
(yang harus 50% lebih tebal dari spesimen yang digulung) dan Tidak
dengan Tangan Anda. Ketika mengambil spesimen dari rol gunakan
penjepit dan Tidak dengan Tangan Anda.

II. LATIHAN PEMECAHAN MASALAH
1. Mengapa perlu ada proses grinding dan sizing di industry?
Jawab: Untuk memperluas permukaan sehingga proses homogenisasi dan
reaksi semakin bagus.
2. Apa fungsi mesin Grinding?
Jawab: mesin grinding berfungsi menggiling suatu bahan
3. Apa fungsi Hammer Mill?
Jawab: Untuk membuat bahan seperti tepung
4. Apa fungsi Rolling Mill?
Jawab: Untuk mengecilkan bahan dengan tekanan gulungan.

III. RANGKUMAN
Proses grinding dan sizing dilakukan dengan mempertimbangkan
karakteristik bahan yang akan diproses. Dengan demikian dapat dipilih alat
yang sesuai. Untuk mengoperasikan mesin grinding dan sizing harus
ditentukan dahulu tujuan pengecilan bahan karakteristik bahan input dan
output sehingga dapat tepat sasaran. Untuk menggunakan Alat grinding dan
sizing, misalkan Hammer mill maka sangat penting untuk mengikuti SOP.
Untuk melakukan proses Di alat Rolling Mill harus mengikuti SOP.

IV. TUGAS
1. Identifikasi peralatan grinding dan sizing di industry di sekitar rumah
anda.
2. Sebutkan karakter bahan input dan output pada proses grinding di
industri cat.
3. Deskripsikan prosedur operasional Hammer Mill dengan bahasamu
sendiri.
4. Deskripsikan dengan kata-katamu sendiri cara menggunakan Rolling Mill.

Kimia SMK Industri:Grinding dan Sizing PLPG-2012 Rayon 115 UM

2-5

V. SOAL-SOAL
1. Apa yang dimaksud dengan tingkat frioble dari suatu bahan.
2. Adakah pengaruh kadar cairan dalam bahan pada proses grinding?
3. Mengapa dalam proses grinding dan sizing perlu diperhatikan produk
dengan sensitivitas panas tinggi?
4. Mengapa pengoperasiaan Hammer Mill harus dua orang?
5. Mengapa untuk memasukkan Umpan Harus dengan Alat?

VI. KUNCI JAWABAN
1. Tingkat mudah pecahnya suatu bahan yg menunjukkan struktur nya.
2. Ada. Karena akan semakin tinggi kadar cairan akan memperlambat
proses.
3. Karena bahan dengan sensitivitas panas tinggi akan mudah terbakar jika
terjadi gesekan dg logam.
4. Supaya tidak terjadi pemborosan atau kecelakaan kerja sebab ada satu
orang di posisi pengumpan yang lain di pemeriksa produk.
5. Supaya tidak terjadi kecelakaan kerja karena tergencet di roll

VII. REFERENSI
Austin, GT, 1984, Shreve’s Chemical Process Industries 4th edition, McGrawHill
Book Co.
Cobe Mc and Smith, 1956. Unit Operation of Chemical Engineering, Inc.
Toronto, London, New York.
Darsam 1970, Pembuatan tahu rakyat di daerah Banyumas,
Tk.vSarjana Fak. Pertanian Unsoed, Purwokereto.

Skripsi

Praktek Alat dan Mesin Pengolahan Hasil Pertanian, Dikmenjur- Departemen
Pendidikan dan Kebudayaan 1979.
Erwan S.,Wisnuwati, 2010, Bahan Ajar Mengoperasikan Peralatan Absorbsi
dan Adsorbsi, Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan
Tenaga Kependiodikan Pertanian, Dirjen PMPTK.
Wisnuwati, Sahirman, Santa, Dian Nurdiani, Anan Herliani, 2011, Bahan ajar
Bidang Kimia Industri, Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik
dan tenaga Kependidikan Pertanian, Dirjen PMPTK.

Kimia SMK Industri:Grinding dan Sizing PLPG-2012 Rayon 115 UM

2-6

Bagian 3:
PENUKAR PANAS SEDERHANA

1. Deskripsi Isi:
Bagian 3 mengenai Penukar Panas Sederhana yang membahas tentang
kondisi

peralatan

penukar

panas

sederhana;

pengendalian

dan

pengoperasian peralatan penukar panas sederhana.

2. Kompetensi:
Menguasai konsep-konsep dasar tentang kondisi peralatan penukar panas
sederhana; pengendalian dan pengoperasian peralatan penukar panas
sederhana.

3. Tujuan:
Setelah mempelajari modul ini, peserta diharapkan mampu menguasai
konsep

dasar

tentang

kondisi

peralatan

penukar

panas

sederhana;

pengendalian dan pengoperasian peralatan penukar panas sederhana.

I.

URAIAN SINGKAT

A. Kondisi Peralatan Penukar Panas Sederhana
Penukar
bahasa

panas atau dalam

industri

kimia populer dengan istilah

Inggrisnya, heat exchanger (HE), adalah suatu alat yang

memungkinkan

perpindahan

panas

dan bisa berfungsi

sebagai

maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas dipakai
panas

(super heated steam) dan air biasa sebagai

pemanas
uap lewat

air pendingin (cooling

water). Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas antar
fluida dapat berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi karena
adanya

kontak, baik

memisahkannya

antara

maupun

keduanya

fluid terdapat dinding
bercampur

langsung

Penukar panas sangat luas dipakai dalam industri seperti

yang
begitu

saja.

kilang minyak,

pabrik kimia maupun petrokimia, industri gas alam, refrigerasi, pembangkit
listrik. Salah satu contoh sederhana dari alat penukar panas adalah radiator

Kimia SMK Industri: Penukar Panas Sederhana PLPG-2012 Rayon 115 UM

3-1

mobil di mana cairan

pendingin

memindahkan

panas mesin ke udara

sekitar.
Memilih penukar panas membutuhkan beberapa pengetahuan tentang
jenis-jenis penukar panas yang berbeda, serta lingkungan di mana unit harus
beroperasi. Biasanya dalam industri manufaktur, beberapa tipe berbeda
penukar panas yang digunakan untuk hanya satu proses atau sistem untuk
mendapatkan produk akhir.
Ada banyak pertimbangan dalam memilih alat penukar panas yang dapat
bekerja optimal. Perhitungan langsung dapat dilakukan, tetapi sering pula
pemilihan menggunakan program computer, antara ahli teknik dengan penyedia
peralatan. Meskipun harga sering sebagai pertimbangan pertama, tetapi ada
beberapa criteria pemilihan yang penting, di antaranya:
•

Batas tinggi rendah tekanan

•

Kinerja Termal

•

Rentang Suhu

•

Jenis campuran produk ((cair/cair, partikulat atau cairan kaya padatan)

•

Penurunan tekanan

•

Kapasitas aliran fluida

•

Kebersihan, perawatan, dan perbaikan

•

Bahan yang diperlukan untuk konstruksi

•

Kemampuan dan kemudahan pengembangan masa depan

B. Pengoperasikan Peralatan Penukar Panas Sederhana
Sistem penukar panas kontak langsung, alat ini efisien untuk
mendapatkan kalor limbah yang bernilai dari gas panas untuk memanaskan air
panas atau cairan lainnya dengan cara kontak langsung. Sebagai solusi optimal
untuk mengurangi konsumsi energi dan menghemat biaya bahan bakar yang
mahal, sementara pada saat yang sama membersihkan kontaminan gas buang
dan mengurangi suhu gas buang.
Penukar arus berlawanan arah dengan efisiensi tinggi dapat digunakan
untuk proses aplikasi pemanasan atau untuk memenuhi atau melengkapi
kebutuhan bangunan pemanas ruangan. Hampir semua sumber gas buang

Kimia SMK Industri: Penukar Panas Sederhana PLPG-2012 Rayon 115 UM

3-2

panas dapat digunakan berasal dari proses atau sumber daya termasuk boiler,
kiln, oven, pengering, thermal oxidizers, dan incinerators.
Heat Exchanger jenis ini antara lain dalam

konfigurasi vertikal untuk

tabungan ruang maksimum. Untuk gas buang yang mengandung kontaminan
asam, unit dapat dilengkapi dengan reagen kimia penetral. Untuk arus gas sarat
partikulat, tersedia pre-scrubber dan kontaktor penahan penyumbatan.

Cara kerjanya:
1) Udara ditiupkan oleh blower.
2) Suhu dinaikkan dengan sumber panas.
3) Gas panas memasuki saluran penukar
kontak langsung.
4) Perjalanan ke atas melalui packed bed
efisiensi tinggi dengan lebih dari 30 ft2 /ft3
luas permukaan perpindahan panas aktif.
5) Air dingin didiumpankan di bagian atas
melalui unit penyemprot cairan.
6) dimana terjadi kontak lawan arah yang
intim dengan gas panas di tempat packed
bed

seperti

perjalanan

ke

bawah.

Perpindahan panas sensible antara air
dingin

dan

gas

panas

terjadi

menghasilkan panas yang cepat dari air.
7) Air panas mengalir ke bagian bawah dipompa.
8) Melalui penukar panas plate and frame atau shell dan tube untuk
memanaskan kembali cairan perpindahan panas dalam siklus lengkap.
9) Gas bersuhu rendah yang telah dibersihkan sekarang jenuh dengan uap air
keluar dari bagian atas unit.

C. Pengendalian Pengoperasian Peralatan Penukar Panas Sederhana
Integritas dan inspeksi pelat penukar panas tubular dapat diuji in situ
dengan konduktivitas atau metode gas helium. Metode ini mengkonfirmasi
integritas dari plate atau tabung untuk mencegah kontaminasi silang dan

Kimia SMK Industri: Penukar Panas Sederhana PLPG-2012 Rayon 115 UM

3-3

kondisi gasket. Pemantauan kondisi tabung penukar panas dapat dilakukan
melalui metode tak rusak seperti pengujian eddy current. Mekanisme aliran air
dan deposito sering disimulasikan oleh dinamika fluida komputasi atau CFD.
Fouling merupakan masalah serius di beberapa penukar panas. Air sungai sering
digunakan sebagai pendingin air, yang menghasilkan sampah biologis memasuki
penukar panas dan lapisan bangunan, mengurangi koefisien perpindahan panas.
Masalah lain yang umum adalah skala, yang terdiri dari diendapkan lapisan
bahan kimia seperti karbonat kalsium atau magnesium karbonat.
Pendekatan konvensional untuk mengontrol pengotoran menggabungkan
"buta" aplikasi biocides dan bahan kimia anti-besaran dengan pengujian
laboratorium berkala. Ini sering mengakibatkan penggunaan bahan kimia
berlebihan dengan efek samping yang melekat pada sistem mempercepat korosi
dan meningkatkan beracun limbah-belum lagi penambahan biaya perawatan
yang tidak perlu. Namun ada solusi untuk memantau fouling terus menerus
Dalam lingkungan cair, seperti sensor FS Neosens, mengukur ketebalan fouling
dan temperatur, yang memungkinkan untuk mengoptimalkan penggunaan
bahan kimia dan pengendalian efisiensi periksa. Pemeriksaan dilakukan sebagai
berikut :


Melakukan pemeriksaan pada sekat aliran fluida yang terbuat dari tembaga,
untuk pemeriksaan kebocoran.



Melakukan pengecekan pada saluran fluida panas dan fluida dingin, jika ada
kotoran yang menyumbat harus dibersihkan terlebih dahulu, sehingga aliran
fluida dapat lancar.



Kedua jalur plat ini juga harus diperiksa agar terjadi pertukaran panas
antara kedua fluida tersebut agar fluida panas secara optimum akan
mengalami penurunan temperatur sedangkan fluida dingin akan mengalami
kenaikan temperatur.



Pemeriksaan

pendahuluan

sangat

penting

dikarenakan

perbedaan

temperatur fluida pada saat masuk dan keluar alat untuk pengambilan data
menghitung q (laju aliran panas) yang terjadi pada alat penukar kalor,
sehingga pemeriksaan pendahuluan sangat penting.

Kimia SMK Industri: Penukar Panas Sederhana PLPG-2012 Rayon 115 UM

3-4

II. LATIHAN PEMECAHAN MASALAH
1. Apa arti alat penukar panas?
Jawab: alat yang memungkinkan

perpindahan panas dan bisa berfungsi

sebagai pemanas maupun sebagai pendingin
2. Mengapa di pilih Alat penukar panas kontak langsung?
Jawab: karena Alat ini efisien untuk mendapatkan kalor limbah yang bernilai
dari gas panas untuk memanaskan air panas atau cairan lainnya.
3. Mengapa perlu dilakukan Pengawasan pada proses di Penukar Panas?
Jawab: supaya tdk terjadi kecelakaan kerja, dan adanya penghematan serta
pemakaian jangka panjang dapat dicapai.

III. RANGKUMAN
Alat

penukar

panas

memungkinkan

perpindahan

panas

dan

bisa

berfungsi sbg pemanas maupun pendingin. Proses kerja alat penukar panas
system kontak langsung perlu dipahami untuk mencegah kecelakaan kerja
kerusakan dan pemborosan. Pada proses pengawasan perlu ada integritas dan
ketrampilan prnggunaan berbagai prosedur dan teknik pengawasan.

IV. TUGAS
1. Pertimbangan apa yang harus dilakukan utk memilih jenis alat penukar
panas?
2. Deskripsikan dengan kalimatmu sendiri prosekerja

alat penukar panas

sistem kontak langsung.
3. Deskripsikan dengan kalimatmu sendiri prosedur pengawasan yang harus
dilakukan pada penggunaan alat penukar panas.

V. SOAL-SOAL
1. Sebutkan beberapa criteria pemilihan alat penukar panas.
2. Dimana penggunaan Alat penukar panas kontak langsung?
3. Berikan dua contoh pengawasan penggunaan alat penukar panas.

Kimia SMK Industri: Penukar Panas Sederhana PLPG-2012 Rayon 115 UM

3-5

VI. KUNCI JAWABAN
1. Kriteria utk memilih alat penukar panas: batas tinggi rendah tekanan,
kinerja termal, rentang suhu, jenis campuran produk (cair/cair, partikulat
atau cairan kaya padatan), penurunan tekanan, kapasitas aliran fluida,
kebersihan, perawatan, dan perbaikan.
2. Penggunaan:
 Pra pemanasan air umpan boiler (pre-heat boiler feed water)
 Pemanasan cairan proses (heat up of process liquids)
 Pasteurisasi (pasteurization)
 Pemanas ruang gedung (space heating of buildings)
 Mengurangi gas asam termasuk CO2
3. (a) Melakukan pemeriksaan pada sekat aliran fluida yang terbuat dari
tembaga, untuk pemeriksaan kebocoran; (b) Melakukan pengecekan pada
saluran fluida panas dan fluida dingin, jika ada kotoran yang menyumbat
harus dibersihkan terlebih dahulu, sehingga aliran fluida dapat lancar.

VII.

REFERENSI

Austin, GT, 1984, Shreve’s Chemical Process Industries 4th edition, McGrawHill
Book Co.
Cobe Mc and Smith, 1956. Unit Operation of Chemical Engineering, Inc. Toronto,
London, New York.
Darsam 1970, Pembuatan tahu rakyat di daerah Banyumas, Skripsi Tk.vSarjana
Fak. Pertanian Unsoed, Purwokereto.
Praktek Alat dan Mesin Pengolahan Hasil Pertanian, Dikmenjur- Departemen
Pendidikan dan Kebudayaan 1979.
Erwan S.,Wisnuwati, 2010, Bahan Ajar Mengoperasikan Peralatan Absorbsi dan
Adsorbsi, Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga
Kependiodikan Pertanian, Dirjen PMPTK.
Wisnuwati, Sahirman, Santa, Dian Nurdiani, Anan Herliani, 2011, Bahan ajar
Bidang Kimia Industri, Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik
dan tenaga Kependidikan Pertanian, Dirjen PMPTK.

Kimia SMK Industri: Penukar Panas Sederhana PLPG-2012 Rayon 115 UM

3-6

Bagian 4:
EKSTRAKSI
1. Deskripsi Isi:
Bagian 4 mengenai Ekstraksi yang membahas tentang pelaksanaan
proses ekstraksi; jenis ekstrak dan pelarut yang digunakan proses
ekstraksi; identifikasi kondisi peralatan ekstraksi; mengendalikan proses
ekstraksi; mengkarakterisasi hasil ekstrak melalui analisis kimia.

2. Kompetensi:
Menguasai konsep-konsep dasar tentang pelaksanaan proses ekstraksi;
jenis ekstrak dan pelarut yang digunakan proses ekstraksi; identifikasi
kondisi

peralatan

ekstraksi;

pengendalian

proses

ekstraksi;

dan

karakterisasi hasil ekstrak melalui analisis kimia.

3. Tujuan:
Setelah mempelajari modul ini, peserta diharapkan mampu menguasai
konsep dasar tentang pelaksanaan proses ekstraksi; jenis ekstrak dan
pelarut yang digunakan proses ekstraksi; identifikasi kondisi peralatan
ekstraksi; pengendalian proses ekstraksi; dan karakterisasi hasil ekstrak
melalui analisis kimia.

I.

URAIAN SINGKAT
Ekstraksi adalah salah satu proses pemisahan sampai ke skala kimia,

yang digunakan untuk mengambil salah satu atau sekumpulan senyawa dari
bahan asalnya.

Contoh proses ekstraksi yang sering digunakan dalam

kehidupan sehari-hari adalah pengambilan minyak kayu putih dari daun
kayu putih, pengambilan minyak cengkeh dari bunga cengkeh, pengambilan
mineral-mineral seperti emas, perak, timah, tembaga dari batuan yang diolah
dalam pertambangan.
Proses ekstraksi dirancang menurut tujuan yang telah ditetapkan.
Jalannya proses akan sangat tergantung pada apa yang diekstraksi dan
bentuk hasil reaksinya.

Ekstraksi senyawa-senyawa hasil alam sangat

berbeda prosesnya dengan ekstraksi mineral dari batu-batuan di alam.
Ekstraksi satu kali akan berbeda rancangan peralatannya dengan ekstraksi

Kimia SMK Industri:Ekstraksi PLPG-2012 Rayon 115 UM

4-1

kontinyu.

Ekstraksi cair-cair juga berbeda rancangan dengan ekstraksi

padat-cair.

Demikian pula bahan-bahan yang digunakan dalam proses

ekstraksi pasti akan berbeda satu sama lain. Misalnya mengekstrak minyak
kayu putih dan minyak cengkeh hanya diperlukan air panas untuk
membantu destilasi ekstraktif, namun untuk mengekstrak emas dan logamlogam mineral diperlukan asam kuat yang dapat melarutkan logam yang
paling sulit sekalipun. Rancangan alat juga akan sangat berbeda satu sama
lain. Mengambil minyak cengkeh memerlukan tangki destilasi dan sumber
panas

yang

memadai,

sedangkan

mengekstrak

mineral

dari

bijihnya

memerlukan mesin penghancur batuan serta tangki reaksi (reaktor) yang kuat
dan tahan asam kuat serta reaktor-reaktor lain untuk pemisahan masingmasing logam dalam campurannya.
Adapun langkah-langkah yang akan diambil mengikuti alur: (1)
menentukan bahan yang akan diekstrak dan mendeskripsikan sifat-sifat
fisika dan kimia bahan tersebut serta kebutuhan pelarutnya; (2) menyiapkan
peralatan ekstraksi dan kondisi yang dibutuhkan; (3) melaksanakan proses
ekstraksi; (4) mengendalikan proses ekstraksi; (5) mengidentifikasi serta
karakterisasi

hasil

ekstraksi.

Dalam

skala

industri

masih

harus

diperhitungkan penanganan limbah proses sebagai langkah pamungkas.
Limbah proses pasti ada namun dampaknya dapat diminimalkan agar tidak
menghasilkan masalah baru.

4.1 Mendeskripsikan bahan yang akan diekstrak dan pelarut: jenis
ekstrak dan pelarut yang digunakan dalam proses ekstraksi
Langkah pertama ini adalah langkah tersulit dalam membuat sebuah
proses ekstraksi dapat berjalan dengan baik.

Biasanya bahan yang akan

diekstrak dipelajari dahulu kandungannya untuk menentukan pelarut yang
cocok untuk mengambil bahan tersebut dengan persen terekstrasi besar.
Demikian pula dengan tujuan ekstraksi harus ditetapkan untuk memilih
pelarut

yang

tepat.

Kadang-kadang

bahan

yang

diesktrak

berupa

sekumpulan senyawa kimia yang berkumpul menjadi satu, misalnya minyakminyak atsiri yang memberikan bau khas karena adanya bermacam-macam
senyawa. Setelah tujuan ekstraksi ditentukan maka dicari pelarut yang tepat
untuk mengeluarkannya bahan-bahan tersebut dari matriks asalnya.
Ada beberapa jenis ekstraksi jika dilihat dari bahan alami yang akan
diekstraksi. Biasanya dalam industri dilakukan ekstraksi padat-cair dimana
Kimia SMK Industri:Ekstraksi PLPG-2012 Rayon 115 UM

4-2

bahan yang diekstrak berada dalam padatan namun diambil oleh pelarut
yang berfasa cair.

Senyawa apapun yang dapat larut dalam pelarut yang

dipilih ini akan keluar dan terekstraksi bersama.

Jika diantara campuran

yang terekstraksi akan diambil satu atau dua senyawa saja maka setelah
ekstraksi

padat-cair

dilakukan

ekstraksi

cair-cair

untuk

memisahkan

senyawa yang diinginkan maupun untuk membersihkan hasil ekstraksi.
Pemilihan

pelarut

harus

dilakukan

dengan

sungguh-sungguh

dan

membutuhkan bantuan ilmu kimia. Pada dasarnya jika bahan-bahan yang
mengandung senyawa polar harus diekstrak dengan pelarut polar dan
sebaliknya bahan-bahan nonpolar diambil dengan pelarut non polar. Untuk
bahan-bahan logam dan batu-batuan diperlukan teknik melarutkan dengan
asam dan kemudian mengekstrak logamnya dengan bantuan pereaksipereaksi lain.

Rancangan alat ekstraksi juga harus disesuaikan dengan

bahannya karena kebanyakan bahan berasam akan menyebabkan reaksi
baru jika reaktor tempat mengektrak terbuat dari bahan yang mengandung
logam.
Memilih pelarut harus disesuaikan dengan apa yang akan diambil.
Pemilihan pelarut harus memperhitungkan beberapa parameter penting,
yakni 1) selektivitasnya, jika memungkinkan pelarut hanya mengambil
senyawa yang diinginkan dan meninggalkan yang lain, 2) kelarutan dari
bahan-bahan yang diinginkan yang harus besar sehingga digunakan sedikit
pelarut saja, 3) pelarut yang tidak bercampur dengan pelarut lain, yang
disebabkan sifat kimia pelarut yang berbeda, 4) kerapatan yang memudahkan
untuk pemisahan kembali, 5) reaktivitas, karena pelarut sedapat mungkin
tidak bereaksi dengan senyawa-senyawa kimia yang akan diambil, 6) titik
didih yang tidak terlalu rendah atau terlalu tinggi supaya tidak menyulitkan
pada waktu mengambil hasil ekstraksi, 7) faktor-faktor lain misalnya murah,
tidak beracun, mudah didapat, tidak mudah terbakar, dan stabil dalam panas
sehingga dapat menerima pemanasan pada batas tertentu.
Pelarut yang paling sederhana yang sering digunakan untuk ekstraksi
hasil alam dan minyak-minyak atsiri adalah air. Dengan destilasi ekstraktif
minyak-minyak atsiri dapat ikut diuapkan bersama air dan kemudian
dipisahkan. Pelarut lain yang sering digunakan adalah alkohol, hidrokarbon
yang mengandung klor, hidrokarbon rantai menengah seperti petroleum eter
dan n-heksana yang dapat mengekstrak senyawa-senyawa non polar dengan
baik.
Kimia SMK Industri:Ekstraksi PLPG-2012 Rayon 115 UM

4-3

Salah satu faktor lain yang harus diperhitungkan adalah kelarutan.
Jika pelarut yang dipilih sangat melarutkan maka pelarut yang digunakan
hanya sedikit dan ini akan berakibat pada efisiensi serta anggaran proses.
Kelarutan erat hubungannya dengan selektivitas pelarut untuk mengambil
senyawa tertentu dan meninggalkan yang lain.

4.2 Memeriksa kondisi peralatan ekstraksi: identifikasi kondisi peralatan
ekstraksi
Adapun peralatan ekstraksi sederhana yang baik dan biasa digunakan
untuk skala kecil adalah peranti soxhlet seperti terlihat pada gambar 4.1 di
bawah ini.

Dalam proses ekstraksi kontinyu bahan kimia yang diekstrak

diproses secara kontinyu dan pada akhirnya diperoleh dalam jumlah
terekstraksi besar dalam pelarutnya.

Adapun bahan-bahan tersebut dapat

dipisahkan lagi dengan menggunakan pelarut baru sebelum dianalisis.
Dalam industri peralatan ekstraksi bisa dirancang dengan memperhitungkan
proses produksi dan kebutuhan bahan untuk ekstraksi.

Pada gambar 4.1

kanan dapat dilihat peralatan ekstraksi tertutup untuk industri dan
dilengkapi dengan regulator pemantau tekanan jika menggunakan pelarut
organik atau pemanasan.

Gambar 4.1 Peranti soxhlet untuk ekstraksi kontinyu (kiri) dan
peralatan ekstraksi untuk industri kecil (kanan)

Dilain
ekstraksinya.

pihak

peralatan

Ekstraksi

ekstraksi

batch

dan

juga

tergantung

ekstraksi

pada

jenis

berulang-ulang

akan

mempunyai rancangan peralatan yang berbeda. Peralatan ekstraksi kontinyu
biasanya terdiri dari rancangan untuk proses mengalir.
Kimia SMK Industri:Ekstraksi PLPG-2012 Rayon 115 UM

Yang terpenting

4-4

untuk diperhatikan adalah faktor kontak antara pelarut dan bahan utama
didalam sebuah wadah yang memadai.

Wadah ini juga dibuat dan

disesuaikan dengan pelarut yang digunakan.

Pelarut yang bersifat asam

tidak dapat ditampung di dalam wadah logam.

Demikian pula proses

ekstraksi yang membutuhkan pemanasan tidak dapat dilakukan dalam
wadah yang terbuat dari plastik.
Ekstraksi kontinyu membutuhkan kontak dengan pelarut terus
menerus. Aliran pelarut yang terus menerus biasanya dikombinasi dengan
pemanasan

sehingga

pelarut

mengalami

penguapan

dan

kembali

mengekstraksi. Aliran pelarut akan memberikan kemungkinan kontak terus
menerus dengan bahan yang diekstraksi.

Setelah proses dihentikan

campuran dapat dipisahkan dari pelarutan dengan berbagai cara.
Ada pula proses ekstraksi yang melibatkan reaksi kimia secara
spontan