Padatan yang berfungsi untuk mengadsorpsi dikenal sebagai adsorben. Apa yang dimaksud dengan Adsorben?
1 Like
Adsorben tersebut dapat berbentuk serbuk (powder) atau butiran (granular) dan penggunaanya tergantung operasi yang akan dilakukan. Pada umumnya, partikel adsorben tersebut berdiameter antara 0.005 cm hingga 1.27 cm. Pemakaiannya antara lain adalah untuk mengadsorpsi berbagai zat pengotor yang umumnya meliputi zat-zat organik, bau dan warna, koloid dan senyawa nitrit yang berada di dalam fluida cair. Selain itu, juga dapat digunakan untuk mengadsorpsi suatu gas yang tidak dikehendaki yang berada di dalam campuran gas.
Salah satu faktor yang penting dalam proses adsorpsi adalah luas permukaan adsorben per satuan berat adsorben. Bila dibandingkan terhadap ukuran partikel, luas permukaan internal pada pori-pori partikel lebih berpengaruh pada proses adsorpsi.
Biasanya, pori-pori berukuran sangat kecil yaitu berdiameter hanya beberapa molekul saja, tetapi menyediakan sejumlah besar luas permukaan adsorpsi. Sebagai contoh, charcoal (arang) yang dapat mengadsorpsi gas, mempunyai luas permukaan sekitar 100.000 m2/kg adsorben.
Adsorben padat yang baik adalah yang porositasnya tinggi seperti Pt halus, arang dan silika gel. Permukaan zat ini sangat halus sehingga adsorpsi dapat terjadi pada banyak tempat. Namun demikian, adsorpsi dapat terjadi pada pemukaan yang halus seperti gelas atau platina.
Adsorpsi gas oleh zat padat ditandai oleh peristiwa sebagai berikut :
-
Adsorpsi bersifat selektif, artinya suatu adsorben dapat menyerap banyak sekali suatu gas tetapi tidak menyerap gas-gas tertentu.
-
Adsorpsi terjadi sangat cepat, hanya kecepatan adsorpsi makkin berkurang dengan makin banyaknya gas yang diserap
-
Jumlah gas diserap tergantung temperatur kritis, makin jauh jarak antara temperatur penyerapan dari temperatur kritis, makin sedikit jumlah gas yang diserap.
-
Adsorpsi tergantung dari luas permukaan adsorbens, makin porous adsorben makin besar daya adsorpsinya
-
Adsorpsi tergantung jenis adsorben dan pembuatan adsorbens. Silika gel yang dibuat dengan berbagai cara, mempunyai daya serap yang berbeda pula.
-
Jumlah gas yang diadsorpsi persatuan berat adsorbens tergantung tekanan parsial gas, makin besar tekanan makin banyak pula gas yang terserap. Namun demikian, bila penyerapan telah jenuh, tekanan tidak berpengaruh
-
Adsorpsi merupakan proses reversibel. Bila tidak terjadi rekasi kimia, penambahan tekanan menyebabkan penambahan adsorpsi dan pengurangan tekanan menyebabkan pelepasan daya yang diserap.
Beberapa partikel padatan adsorben yang penting dan secara komersial telah banyak digunakan dalam berbagai industry meliputi antara lain seperti berikut ini :
-
Fuller earth, yaitu sejenis tanah liat alam yang merupakan mineral alam dan mengandung aluminium silikat, magnesium silikat. Biasanya, digunakan untuk menghilangkan warna, netralisasi pada industri minyak nabati dan hewani dan pengeringan pada industri petroleum (lubricating), minyak kerosin, diesel dan gasoline). Untuk regenerasi adsorben dapat dilakukan dengan cara pencucian dan pemanasan untuk menghilangkan berbagai senyawa organic yang terakumulasi di permukaan adsorben.
-
Activated clay, yaitu sejenis bentonit atau tanah liat, akan aktif bila sebelum digunakan dengan menggunakan asam sulfat atau asam klorida. Umumnya digunakan untuk menghilangkan warna pada industri petroleum. pemanasan pada temperature antara 450-1500oF.
-
Bouksit, yang membentuk senyawa alumina hidrat, yang diaktifkan dengan Biasanya digunakan untuk penghilangan warna dan pengeringan produk petroleum.
-
Alumina, yang membentuk senyawa alumina oksida hidrat, dan dapat diaktifkan dengan cara pemanasan dan umumnya digunakan untuk pengeringan gas atau cairan.
-
Bone-char, berbentuk arang yang telah dikeringkan pada suhu 1100- 16000F dan digunakan untuk pemurnian gula.
-
Decolorizing carbon, campuran antara bahan-bahan alam dengan
campuran senyawa organic dan anorganik seperti CaCl2. Seringkali zat ini digunakan untuk menghilangkan zat warna yang berada didalam larutan gula dan industri kimia lainnya. -
Silica gel, digunakan untuk pengeringan dan pemurnian gas dan pemurnian petroleum distilat. Silika gel merupakan adsorben yang paling banyak dipakai untuk menyerap zat-zat dalam larutan. Zat ini banyak dipakai di pabrik untuk menghilangkan kadar air dalam udara. Penyerapan dari larutan, mirip dengan penyerapan gas oleh zat padat. Penyerapan bersifat selektif, yang diserap hanya zat terlarut dan pelarut. Bila dalam larutan ada dua zat atau lebih, zat yang satu akan terserap lebih kuat dari yang lain.
-
Molecular sieve, yaitu sejenis zeolit sintetis atau logam alumino silikat yang umumnya digunakan untuk mengurangi atau menghilangkan kadar air (dehidrasi) yang terdapat di berbagai gas atau cairan.
Proses adsorpsi juga dapat digunakan untuk memisahkan campuran yang relative sulit dipisahkan dengan cara distilasi, ekstraksi dan kristalisasi. Pada dasarnya, proses adsorpsi akan melibatkan berbagai tahap sebagai berikut.
-
Kontak antara fluida dengan padatan adsorben. Pada tahap ini terjadi adsorpsi fluida ke permukaan padatan adsorben, dan fluida yang diadsorpsi disebut sebagai adsorbat.
-
Pemisahan fluida yang tidak mengalami adsorpsi.
-
Regenerasi adsorben.
Selain itu, juga diperlukan persyaratan lain, yaitu zat yang mengadsorpsi (adsorben) umumnya berada pada keadaan stationer, sehingga terjadi kontak antara adsorbat dan adsorben. Bila dilihat dari mekanisme peristiwa adsorpsi diatas, proses yang terjadi hamper mendekati proses ekstraksi. Pada ekstraksi, perpindahan massa berlangsung dari fasa padat atau fasa cair ke fasa cair, sedangkan pada adsorpsi, perpindahan massa berlangsung sebaliknya, yaitu dari fasa cair ke permukaan fasa padat. Gas dan uap juga dapat mengalami kebalikan dari proses adsorpsi, yaitu proses desorpsi bila operasi berlangsung dengan mengurangi tekanan dan menaikkan temperature antara adsorben dan adsorbat (Cook, 1980).
1 Like
Adsorben merupakan bahan yang sangat berpori dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding-dinding pori atau pada letak-letak tertentu di dalam partikelnya. Karena pori-porinya biasa kecil maka luas permukaan dalam mencapai beberapa orde besaran lebih besar dari permukaan luar dan bisa sampai 2000 m2 /gr.
Dalam kebanyakan hal komponen yang diadsorpsi melekat sedemikian kuat sehingga memungkinkan pemisahan komponen itu secara menyeluruh dari fluida tanpa terlalu banyak adsorpsi terhadap komponen lain sehingga memungkinkan adsorbat yang dihasilkan dalam bentuk terkonsentrasi atau hampir murni (Tandy,E., 2012).
Jenis – jenis Adsorben
-
Adsorben Tidak Berpori (Non-Porous Sorbent)
Adsorben tidak berpori dapat diperoleh dengan cara presipitasi deposit kristalin seperti BaSO4 atau penghalusan padatan kristal. Luas permukaan spesifiknya kecil tidak lebih dari 10 m2 /g dan umumnya antara 0,1 s/d 1 m2 /g. Adsorben yang tidak berpori seperti filter karet (rubber filters) dan karbon hitam bergrafit (graphitized Carbon Black) adalah jenis adsorben tidak berpori yang telah mengalami perlakuan khusus sehingga luas permukaannya dapat mencapai ratusan m2 /g. -
Adsorben Berpori( Porous Sorbents)
Luas permukaan spesifik dsorben berpori berkisar antara 100 s/d 1000 m2 /g. Biasanya digunakan sebagai penyangga katalis, dehidrator, dan penyeleksi komponen. Adsorben ini umumnya benbentuk granular. Klasifikasi pori menurut International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) adalah :
- Pori-pori berdiameter kecil (Mikropores d < 2 nm )
- Pori-pori berdiameter sedang ( Mikropores 2 < d 50 nm )
Kriteria Adsorben untuk Menjadi Adsorben Komersil
Kriteria yang harus dipenuhi suatu adsorben untuk menjadi adsorben komersial adalah :
- Memiliki permukaan yang besar/unit massanya sehingga kapasitas adsorpsinya akan semakin besar pula
- Secara alamiah dapat berinteraksi dengan adsorbat pasangan
- Ketahanan struktur fisik yang tinggi
- Mudah diperoleh, harga tidak mahal, tidak korosif dan tidak beracun
- Tidak ada perubahan volume yang berarti selama proses adsorpsi
- Mudah dan ekonomis untuk diregenerasi ( Hendra,R., 2008).