Teknik Kimia Universitas Brawijaya

Yield, Neraca Massa dan Energi- Kristalisasi

www.themegallery.com

Operasi Teknik Kimia III

Dosen : Vivi Nurhadianty

Teknik Kimia UB

TEORI KRISTALISASI

Kristal terbentuk dari larutan lewat jenuh (supersaturated) melalui 2 langkah, yaitu :

1. nukleasi, pembentukan inti kristal.2. pertumbuhan kristal.

Jika semula larutan tidak berisi padatan, pembentukan inti terjadi sebelum kristal tumbuh.

Inti-inti baru secara kontinyu terbentuk, sementara inti-inti yang sudah ada tumbuh menjadi kristal.

Driving force kedua langkah di atas adalah supersaturasi, artinya kedua

langkah tersebut tidak dapat terjadi pada larutan jenuh atau undersaturated.

Teknik Kimia UB

1. primary nucleation Nukleasi akibat penggabungan molekul-molekul solut

membentuk clusters yang kemudian tumbuh menjadi kristal.

Dalam larutan supersaturasi, terjadi penambahan solut sehingga

mendifusi ke clusters dan tumbuh menjadi lebih stabil.

Ukuran kristal besar, maka solubility kecil, sebaliknya ukuran kristalkecil maka solubility besar. Oleh karenanya, jika ada kristal yangberukuran lebih besar maka kristal akan tumbuh, sedangkan kristalkecil akan terlarut lagi.

Teori yang menjelaskan hal ini adalah teori MIERS.

Teknik Kimia UB

Teori MIERS pada solubility curve

Ditinjau: pendinginan larutan ( mempunyai kondisi di titik a).Selama pendinginan sampai melewati kurva solubility belum terbentuk kristal.Pendinginan diteruskan sampai titik b, dan kristal mulai terbentuk, dankonsentrasi larutan menjadi di titik c ( sebagai larutan induk / mother liquor).

Teknik Kimia UB

2. Secondary nucleation (contact nucleation)

Nukleasi terjadi jika kristal bertabrakan dengan bahan lain, pengaduk, dinding/pipa tangki.

Nukleasi dapat dipercepat dengan adanya bibit kristal, energi aktivasinya lebih kecil dari pada primary nucleation.

Seeding : menambah bibit kristal (berukuran kecil) pada awal sintesa.

Teknik Kimia UB

RENDEMEN, NERACA MASSA DAN NERACA PANAS

Ditinjau: 1. cooling crystallizer.

Teknik Kimia UB

NERACA MASSA

Teknik Kimia UB

NERACA PANAS

Teknik Kimia UB

2. evaporative crystallizer.

Teknik Kimia UB

Teknik Kimia Universitas Brawijaya

Teknik Kimia UB

Jenis Kristalisasi 1.Kristaliser Tangki

Kristaliser yang paling kuno. Larutan jenuh, panas dibiarkan berkontakdengan udara terbuka dalam tangki terbuka.

Teknik Kimia UB

Jenis Kristalisasi 2.Scraped

Surface CrystallizersContoh kristaliser jenis ini adalah Swenson-Walker crystallizer.Bagian luar dinding dilengkapi dengan jaket pendingin dan sebuah pisaupengeruk yang akan mengambil produk kristal yang menempel pada dinding

Teknik Kimia UB

Jenis Kristalisasi 3. Forced Circulating Liquid

EvaporatorCrystallizer

Kristaliser jenis ini mengkombinasikan antara pendinginan dan evaporasi untuk mencapai kondisi supersaturasi. Larutan terlebih dulu dilewatkanpemanas HE, kemudian menuju badan kristaliser. Di sini terjadi flash evaporation, mengurangi jumlah pelarut dan meningkatkan konsentrasi solut,membawa ke kondisi supersaturasi. Selanjutnya larutan ini mengalir melalui area fluidisasi dimana kristal terbentuk melalui nukleasi sekunder. Produ kkristal diambil sebagai hasil bawah, sedangkan larutan pekat direcycle,dicampur dengan umpan segar.

Teknik Kimia UB

Jenis Kristalisasi 4. Circulating

Magma Vacuum Crystallizer

Pada tipe kristaliser ini, baik kristal ataupun larutan disirkulasi diluar badan kristal. Setelah dipanaskan larutan akan dialirkan ke badan kristaliser.Kondisi vakum menjadi penyebab menguapnya pelarut, sehingga menjadi lewat jenuh

Teknik Kimia UB

Jenis Kristalisasi 5. Continous Laminar Shear Crystallizer

Merupakan cristalizer jenis nanostruktur dengan desain alat yang dilengkapi dengansistem pendingin. Merupakan jenis kristalizer dengan umpan-umpannya sebaiknyaberukuran besar dengan bentuk polimorpic yang berasal darilelehan.Continous LaminarShear Crystallizer untuk proses dan pembuatan coklat, margarine, susu, dan pelembutmakanan.

Teknik Kimia UB

Jenis Kristalisasi 6.Continuous Stirred Tank Reactor

CrystallizerPertumbuhan kristal dalam sebuah Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR)Crystallizer dapat digunakan untuk meningkatkan ukuran pertambahan luasdistribusi dari penyemaian populasi kristal dan juga dapat meningkatkan cakupanpermukaan kristal.