BAB IPENDAHULUAN

1.1 Kristalisasi Kristalisasi adalah peristiwa pembentukan suatu kristal dari solute dalam larutan toleransinya. Kristalisasi dapat terjadi sebagai pembentukan partikel-partikel padat dalam uap seperti pada pembentukan salju sebagai pembekuan lelehan cair. Sebagaimana dalan pembentukan kristal dari larutan cair atau pembentukan kristal tunggal yang besar. Kristalisasi dapat dilakukan dengan pendinginan, penguapan, dan penambahan solvent bahan kimia. Pemisahan dengan teknik kristalisasi ini, didasari atas pelepasan pelarut dari zat terlarutnya dalam sebuah campuran homogeen atau larutan, sehingga terbentuk kristal dari zat terlarutnya. Proses ini adalah salah satu teknik pemisahan padat-cair yang sangat penting dalam industri, karena dapat menghasilkan kemurnian produk hingga 100%.Proses pembentukan bahanpadatdari pengendapanlarutan,melt(campuran leleh), atau lebih jarang pengendapan langsung darigas. Kristalisasi juga merupakan teknik pemisahan kimia antara bahan padat-cair, di mana terjadi perpindahan massa(mass transfer) dari suatzat terlarut(solute) dari cairan larutan ke fase kristal padat.

1.2 Crystallizer Crystallizer adalah alat yang digunakan untuk memperoleh atau membuat kristal dari larutannya. Oleh karena itu, larutan yang akan dikristalisasi harus dibuat lewat jenuh terlebihdulu dengan jalan penguapan atau pendinginan. Alat-alat ini digunakan dalam proses kristalisasi terutama dalam skala industri, alat-alat yang digunakan dalam proses kristalisasi sangat beragam. Hal ini disebabkan oleh sifat-sifat bahan dan kondisi pertumbuhan kristal yang sangat bervariasi. Disamping itu juga karena kristallisasi dilaksanakan untuk tujuan yang berbeda-beda (pemisahan bahan, pemurnian bahan, pemberian bentuk).

BAB IICrystallizer

2.1 Definisi Alat 2.1.1 Definisi CrystallizerCrystallizer merupakan alat dari pemisahan kimia antara bahan padat-cair, di mana terjadiperpindahan massa(mass transfer) dari suatzat terlarut(solute) dari cairan larutan ke fase kristal padat.Pemisahan secara kristalisasi dilakukan untuk memisahkan zat padat dari larutannya dengan jalan menguapkan pelarutnya. Zat padat tersebut dalam keadaan lewat jenuh akan bentuk kristal. Kristal kristal dapat terbentuk bila uap dari partikel yang sedang mengalami sublimasi menjadi dingin. Selama proses kristalisasi, hanya partikel murni yang akan mengkristal. Proses ini adalah salah satu teknik pemisahan padat-cair yang sangat penting dalam industri, karena dapat menghasilkan kemurnian produk hingga 100%.Alat-alat kristalisasi disebut juga Crystallizer atau Kristallisator. Alat-alat ini digunakan dalam proses kristalisasi terutama dalam skala industri, alat-alat yang digunakan dalam proses kristalisasi sangat beragam. Hal ini disebabkan oleh sifat-sifat bahan dan kondisi pertumbuhan kristal yang sangat bervariasi. Disamping itu juga karena kristallisasi dilaksanakan untuk tujuan yang berbeda-beda (pemisahan bahan, pemurnian bahan, pemberian bentuk).Faktor-faktor yang mempengaruhi kristalisasi :1. Kecepatan kristalisasiMeliputi : pembentukan inti Kristal2. Hasil kristalisasiApabila proses kristalisasi berjalan cepat, maka Kristal yang terjadi halus. Sebaliknya, bila proses kristalisasi berjalan lambat maka Kristal yang terbentuk menjadi kasar.

3. Kemurnian dan ukuran KristalUntuk hasil yang lebih baik larutan yang akan dikristalkan dibuat semurni mungkin sehingga pada kristalisasi akan diperoleh Kristal yang lebih bersih.4. Energy yang diperlukan 5. Keseragaman ukuran2.1.2 Fungsi CryztallizerCryztalizer dalah alat yang digunakan untuk memperoleh atau membuat Kristal dari larutannya. Oleh karena itu, larutan yang akan di kristalisasi harus dibuat lewat jenuh lebih dulu dengan jalan penguapan atau pendinginan. Kristalisasi tidak dapat terjadi tanpa super satu rasi terlebih dahulu dimana cara memperoleh satu rasi ini tergantung dari kelarutannya.2.1.3 Aplikasi Cryztallizer di dunia Industri PetrokimiaAda pun pengaplikasian crystalizer dalam dunia industri misal nya pada:1. industri pembuatan gula. Agar mendapatkan bahan murni yang berupa gula kristal yang berwarna putih, berbentuk padat, sehingga gula dapat terpisah dari larutan induknya dalam bentuk kristal.2. PT Timah (Persero) Tbk atau disingkat PT TIMAH, Untuk mendapatkan logam timah dengan kualitas yang lebih tinggi, maka harus dilakukan proses pemurnian terlebih dahulu dengan menggunakan suatu alat pemurnian yang disebut crystallizer.3. Perusahan GaramDi samping untuk menghasilkan kristal garam, kristalisasi juga dimaksudkan untuk menghasilkan produk kristal dengan kemurnian, ukuran dan jumlah tertentu2.2 Gambar serta Prinsip Kerja Alat1. Agitated Batch CrystallizerMerupakan type yang kuno, beroperasi secara batch dan sebagai pendingin dipakai air yang dialirkan di dalam pipa-pipa pendingin yang ada di dalam bejana.Kerugiannya : Proses secara batch sehingga banyak waktu untukbongkar pasang Pada koil terjadi kritalisasi paling cepat atau banyak Pemeliharaan dan pembersihannya lebin sulit Cara kerja :Air akan mengalir sepanjang gulungan kawat. Pendingin danlarutan digerakkan oleh baling-baling yang terdapat pada tanki. Agitasi ini menunjukkan 2 fungsi, yaitu :1. Hal ini akan menambah transfer panas serta menjagatemperatur larutan agar tetap sama.1. Menjaga kebaikan kristal pada suspensi ini sertamemberikan kesempatan pembuatan yang lebih seragamdari luar kristal yang terbentuk (agregat).1. Swenson Walker CrystallizerBiasanya digunakan untuk proses kristalisasi dengan pendinginan. Sesuai dengan sifat kelarutan suatu zat di dalampelarut, maka kristalisasi dengan pendinginan ini hanya baik untuk larutan yang perubahan kelarutanya cepat bila temperature sedikit berubah. Alat ini berupa suatu larutan yang panjang dan berjaket, dimana jaket tersebut untuk aliran air pendingin. Biasanya terdiri dari beberapa ruas/unit yang masing-masing bersambungan saut dengan yang lain membentuk kristaliser yang panjang. Biasanya lebar = 24 inch dengan dasar semisilindris tiap = 10 ft.Di dalam salurannya dilengkapi dengan pengaduk yang horizontal sepanjang saluran. Pengaduk tersebut berupa suatu as yang dilengkapi dengan pengaduk bentuk helic, yang mana disamping fungsinya sebagai pengaduk (untuk membuat homogen)juga untuk mengalirkan bahan sesuai dengan arus aliran helicnya. Larutan masuk pada ujung yang satu dengan temperature yang tinggi dan keluar pada ujung yang lain dengan temperature yang relative rendah. Air pendingin dapat dialirkan dalam jaket secara cocurrent ataupun conter current.Cara Kerja :Larutan masuk pada ujung yang satu dengan temperatur yang tingi dan keluar pada ujung yang lain dengan temperatur relatifrendah. Air pendingin dapat dialirkan di dalam jaket secara co-currentataupun counter current. Di dalam salurannya dilengkapi pengaduk yang horisontal sepanjang saluran. Pengaduk tersebut berupa suatu as yang dilengkapi dengan pengaduk bentuk helic, yang mana disamping fungsinya sebagai pengaduk (untukmenjadikan larutan homogen) juga untuk mengalirkan bahan sesuai dengan arus helicnya.1. Crystal Cooling CrystallizerMerupakan crystallizer dengan menggunakan air sebagai media pendingin. Kadang-kadang digunakan juga larutan garam sebagai media pendingin. Proses yang terjadi terdiri dari :a.Pembentukan larutan lewat jenuh (super saturasi)Feed merupakan larutan jenuh yang tercampur dengan sisa larutan dari tangki pengkristalan dilewatkan pada cooler, karena adanya penurunan suhu maka dihasilkan larutan lewatjenuh.b.Pembentukan / pertumbuhan kristalLarutan lewat jenuh yang diperoleh dialirkan dalam tangki kristalisasi sehingga terjadi kontak dengan inti kristal dan terjadi pertumbuhan kristal. Sisa kristal setelah kristalisasi di sirkulasi kembali dicampur dengan feed yang masuk.Cara Kerja :1. Pembentukan larutan lewat jenuh(super saturasi):Feed merupakan larutan jenuh yang tercampur dengansisa larutan dari tangki pengkristalan lewat jenuh pada cooler,karena adanya penururnan suhu dihasilkan larutan lewat jenuh.1. Pembentukan/pertumbuhan kristalLarutan jenuh yang diperoleh dialirkan dalam tangki kritalisasi sehingga terjadi kontak dengan inti kristal dantejadi pertumbuhan kristal. Sisa larutan setelah dikristalisasi disirkulasi kembali dicampur dengan feed yang masuk1. Evaporator CrystallizerDigunakan untuk kristalisasi dengan penguapan nonadiabatic. Alat ini terdiri dari dua bagian yaitu :a. Heat exchanger sebagai penguap dengan pemanas uapb. Crystallizer yang berfungsi sebagai tempat kristalisasiKedua alat ini digabung menjadi satu sehingga merupakan evaporator crystallizer. Disini super saturasi diperoleh dengan penguapan di dalam evaporator, yang mana sebelum masuk ke evaporator terlebih dulu dilewatkan heater yang dipanaskan dengan uap dengan system shell side.Cara kerja :Feed masuk pada T, kemudian masuk pada pemanas (heater), dialirkan uap (steam yang berada diluar tabung. Kemudian dikeluarkan pada kondensor bagian bawah dan dipompakan ke bejana. Diatas evaporator ada penghisap U untuk mengkondisikan, umumnya untuk mencapai supersaturasi. Kemudian jika sudahjenuh turun pada bejana dan terjadi pertumbuhan kristal besar dan dialirkan ke M. Kristal murni diperoleh dengan jalan centrifugasi. Pada kristal keluarnya dipanaskan kembali pada heater bersama-sama feed yang masuk dan disirkulasi kembali sehingga bekerjasecara kontinyu. Kristal hasil dan mother liquor dikeluarkan lewat M untuk dipisahkan kristalnya dengan menggunakan separator atau centrifuge1. Batch Vacum CrystallizerMerupakan salah satu type dari Swenson Vacum Crystallizer. Didalam tangki kristalisasi terdapat propeller yang dapat menimbulkan olakan centrifugal dalam larutan pada kemiringan yang sama. Dengan adanya olakan tersebut akan mengakibatkan tumbuhnya kristal pada larutan yang lewat jenuh. Tangki kristalisasi dibuat vacuum dengan menggunakan steam jet booster dan kondensor. Boster diperlukan apabila suhu akhir dari magma dibawah suhu yang seharusnya. Kondensor dilengkapi dengan pompa vacuum yang digunakan juga untuk memindahkan udara maupun gas-gas yang tak terkondensasikan.Cara kerja :Feed masuk mencapai ketingggian tertentu, kran masuk ditutup. Didalam tangki terdapat propeller yang dijalankan sehingga menimbulkan olakan-olakan centrifugal didalam kristal pada larutan lewat jenuh. Tangki krital dibuat vacuum dengan menggunakan jetbouster dan kondensor yang juga dipengaruhi oleh pompa vacuum. Kemudian steam digunakan untuk mendorong uap ke vacuum pompa. Yang sebelumnya dihisap oleh bouster dan dibuat vacuum, untuk memperbesar vacuum menggunakan kondensor. Pada kondensor digunakan atau dilengkapi pompa vacuum agar uap yang tidak terkondensasi dihisap oleh pompa vacum. Setelah penguapan tersebut larutan lewat jenuh sehingga mempengaruhi pertumbuhan kristal. Kemudian kristal dikeluarkan dan lewat induk dipisahkan dengan cara centrifugal.

1. Continuous Swenson Vacum CrystallizerOperasi yang direncanakan dalam unit ini semua magma disirkulasi dengan pompa melalui dasar tangki. Aliran yang keluardari pompa menimbulkan olakan yang berfungsi sebagai pengadukan sehingga suhu dan konsentrasinya uniform. Dengan adanya system vacuum maka uap meninggalkan tangki menuju booster atau kondensor. Suhu larutan yang keluardari pompa sedikit lebih tinggi (+ 20F) dibanding suhu magma di dalam tangki. Perbedaan suhu ini diatur dengan control terhadap perbandingan antara feed dengan magma yang direcycle. Pipa pengeluaran kristal dibuat miring ke atas dengan maksud apabila sementara discharge ditutup, kristal akan kembali ke pipa kristalisasi sehingga menyumbat aliran, untuk memberi kesempatan pertumbuhan kristal. Pertumbuhan kriatal yang baikterjsdi pada magma dengan density tinggi dan berkisar antara 20-30% solid.Cara kerja :Sistem yang digunakan dalam operasi alat ini yaitu sistem vaccum. Dengan adanya sistem vaccum maka uap meninggalkan tangki menuju booster atau kondensor. Larutan umpan akan masukke dalam pipa-turun sebelum disedot oleh pompa sirkulasi. Cairan induk dan kristal ditarik keluar melalui pipa pengeluaryang ditempatkan diatas pemasuk umpan didalam pipa-turun. Cairan induk dipisahkan dari kristal didalam pemisah sentrifugal kontinue, kristal dibawa keluar sebagai hasil atau untuk diolah lebih lanjut, dan cairan induk didaurkan kembali kedalam pipa turun. Sebagian cairan induk dikeluarkan dari sistem dengan pompa untuk mencegah akumulasi ketakmurnian. Crystallizer dilengkapi klasifikasi dan pemindahan inti kristal ukuran kristal yang lebih kecil biasanya tidak diinginkan, sehingga harus dicegah supaya tidak masuk dalam tangki kristalisasi denganjalan mengalirkan ke classifier. Untuk membantu pemisahan kristal kecil agar tidak terikut keluar sebagai produk maka dialirkan larutanjenuh dari bawah kaki cristallizer. Klasifikasi hanya efektif bilajumlah pertumbuhan kristal dapat diatur. Untuk memindahkan inti kristal yang tidak diinginkan (kelebihan inti kristal) maka magma disirkulasi melalui separator. Dalam separator, kristal yang besarmengendap kebawah yang kemudian bersama sama feed disirkulasi kembali, sedang kristal yang kecil (inti kristal) bersama-sama cairan akan dikeluarkan.1. Crystal Vacum CrystallizerFeed dicampur dengan cairan yang direcycle dipompa keruang penguap untuk diuapkan secara adiabatic sehingga terjadi larutan lewat jenuh. Larutan tersebut mengalir melalui pipa ketangki kristalisasi sehingga terbentuk kristal di dalam tangki kristalisasi, kemudian kristal dikeluarkan melalui dischargenya dancairannya direcycle.Dengan alat ini ukuran kristal yang diinginkan dapat diaturdengan mengatur kecepatan pompa sirkulasi. Kalau sirkulasinya lambat maka kristal yang kecil-kecil pun akan larut mengendap.Cara Kerja :Feed dicampur dengan cairan yang direcycle kemudian dipompa keruang penguap untuk diuapkan secara adiabatic sehingga terjadi larutan lewat jenuh. Larutan tersebut mengalir melalui pipa tangkikristalisasi sehingga terbentuk kristal, kemudian kristal dikeluarkan melalui discangernya sedangkan cairan direcycle

1. Continuous CrystallizerPada kristaliser unit tunggal, pada dasarnya menyerupaievaporator efek tunggal tetapi unit ini dapat pula dioperasikandalam efek berganda. Magma disirkulasikan dari dasar kristaliseryang berbentuk kerucut, melalui pipa turun ke dalalm pompasirkulasi yang mempunyai tinggi tekan rendah dan kecepatan rendah, mengalir ke atas melalui pemanas tabung vertical yang dipanaskan oleh uap yang kondensasi di dalam selongsongnya dan kemudian ke dalam tubuh alat. Uap panas masuk melalui pemasuk tangensial yang terletak persis di bawah permukaan magma. Uapini menyebabkan terjadinya gerakan aduk didalam magma yang mempermudah evaporasi kilat dan membuat magma itu seimbang dengan uap karena aksi kilat adiabatic. Keadaaan lewat jenuh yang dibangkitkan akan memberikan potensial pendorong nukleasi dan pertumbuhan. Volume magma dibagi dengan laju aliran volumetric magma melalui pompa bubur memberikan waktu retensi atau waktu ketertahanan.Larutan umpan masuk ke dalam pipa turun sebelum disedotoleh pompa sirkulasi. Cairan induk dipisahkan dari kristal di dalampemisah sentrifugal kontinyu, kristal dibawa keluar sebagai hasilatau untuk diolah lebih lanjut, dan cairan induk didaurkan kembalike dalam pipa turun. Sebagian cairan induk dikeluarkan dari systemdengan po,pa untuk mencegah akumulasi impuritas

1. Draft Tube Baffle Crystallizer Merupakan kristalisator yang lebih efektif dan serbaguna. Tubuh kristalisator ini dilengkapi dengan tabung jujut (draft tube) yang juga berfungsi sebagai sekat untuk mengendalikan sirkulasimagma, dan agitator propeller yang mengarah ke bawah untukmemberikan sirkulasi yang terkendali di dalam kristalisator.1. Oslo Evaporative CrystalizerLarutan yang meninggalkan ruang penguapan pada sueprsaturated, mendekati daerah metastail sehingga nukleus baru tidak akan terentuk. Kontak cairan pada unggun E membantu supersaturasi pada pertumbuhan kristal dan menuju pertumbuhan kristal. Dalam kristal tipe umpan panas dimasukan pada 6 dan campurn larutan menyemprot ketika mencapai kamar penguapan pada A. Jika evaporator lebih jauh diperlukan untuk menghentikan driving force.Sebuah penukar panas dipasang antara pipa sirkulasi dan ruang penguapn utnuk mencuplai panas yang dibutuhkan. Perpindahan larutan supersaturasi dai vaporizer (titik B), sering menyebabkan timbulnya kerak dan pengurang sirkulasi.Ini adalah salah satu jenis dari Oslo Evaporative Crystalizer, yaitu : 0. Forced Circulating Liquid Evaporator CrystallizerCrytallizer jenis ini mengkombinasikan antara pendinginan dan evaporasi untuk mencapai kondisi supersaturasi. Larutan terlebih dulu dilewatkan pemanas Heat exchanger, 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. Produkkristal diambil sebagai hasil bawah, sedangkan larutan pekat direcycle, dicampur dengan umpan segar.

2.3 Harga Alat2.3.1 Harga Crystallizer (Type Batch Atmospheric)

2.3.2 Harga Crystallizer (Type Batch Vaccum)

BAB IIIKESIMPULAN1. Crystallizer merupakan alat dari pemisahan kimia antara bahan padat-cair, di mana terjadiperpindahan massa(mass transfer) dari suatzat terlarut (solute) dari cairan larutan ke fase kristal padat.2. Crystallizer dalah alat yang digunakan untuk memperoleh atau membuat Kristal dari larutannya.3. Faktor-faktor yang mempengaruhi kristalisasi, ya4. itu kecepatan kristalisasi, hasil kristalisasi, kemurnian dan ukuran kristal, energi yang diperlukan, dan keseragaman ukuran. 5. Jenis-jenis katalisator: Tangki katalisator Scraped Surfer Crystallizer Forced Circulating Liquid Evaporator Crystallizer Circulating Magma Vacuum Crystallizer Continous Laminar Shear Crystallizer Continuous Stirred Tank Reactor Crystallizer6. Alat yang digunakan adalah forced circulation crystallizers, yaitu (Mixed Suspensi Removal Mixed Product) jenis MSMPR dan beroperasi baik dapat dikendalikan atau secara natural, kepadatannya tergantung pada persyaratan proses atau unit material balance.7. Contoh produk yang menggunakan forced circulation crystallizer adalah: NaCl KNO3 Na2, SO4,K2 SO4 NH4Cl Na2CO3H2O Citric acid

8. Prinsip Kerjaa. Agitated Batch Crystallizer Merupakan type yang lama, beroperasi secara batch dan sebagai pendingin dipakai air yang dialirkan di dalam pipa-pipapendingi yang ada di dalam bejana.Cara kerja :Air akan mengalir sepanjang gulungan kawat. Pendingin danlarutan digerakkan oleh baling-baling yang terdapat pada tanki.Agitasi ini menunjukkan 2 fungsi, yaitu : Hal ini akan menambah transfer panas serta menjagatemperatur larutan agar tetap sama. Menjaga kebaikan kristal pada suspensi inisertamemberikan kesempatan pembuatan yang lebih seragam dari luar kristal yang terbentuk (agregat).b. SwensonWalkerCrystallizerCara Kerja :Larutan masuk pada ujung yang satu dengan temperatur yang tinggi dan keluar pada ujung yang lain dengan temperatur relatifrendah. Air pendingin dapat dialirkan di dalam jaket secara co-current ataupun counter current. Di dalam salurannya dilengkapipengaduk yang horisontal sepanjang saluran. Pengaduk tersebutberupa suatu as yang dilengkapi dengan pengaduk bentuk helic,yang mana disamping fungsinya sebagai pengaduk (untukmenjadikan larutan homogen) juga untuk mengalirkan bahansesuai dengan arus helicnya.c. Crystal Vacum CrystallizerCara Kerja :Feed dicampur dengan cairan yang direcycle kemudian dipompa keruang penguap untuk diuapkan secara adiabatic sehingga terjadilarutan lewat jenuh. Larutan tersebut mengalir melalui pipa tangkikristalisasi sehingga terbentuk kristal, kemudian kristal dikeluarkanmelalui discangernya sedangkan cairan direcycle

d. Oslo Evaporative CrystalizerCara Kerja :Larutan yang meninggalkan ruang penguapan pada sueprsaturated, mendekati daerah metastail sehingga nukleus baru tidak akan terentuk. Kontak cairan pada unggun E membantu supersaturasi pada pertumbuhan kristal dan menuju pertumbuhan kristal. Dalam kristal tipe umpan panas dimasukan pada 6 dan campurn larutan menyemprot ketika mencapai kamar penguapan pada A. Jika evaporator lebih jauh diperlukan untuk menghentikan driving force.Sebuah penukar panas dipasang antara pipa sirkulasi dan ruang penguapn utnuk mencuplai panas yang dibutuhkan. Perpindahan larutan supersaturasi dai vaporizer (titik B), sering menyebabkan timbulnya kerak dan pengurang sirkulasi.

11