kristalisasi larutan dan pelelehan

Kristal adalah padatan yang tersusun dari atom-atom yang tersusun secara berulang yang teratur. Dengan demikian, jarak antar atom dalam senyawa kristal tertentu adalah konstan dan merupakan karakteristik dari material tersebut.

Kristalisasi didefinisikan sebagai proses bahan kimia diubah dari larutan cair menjadi kristal padat. Kristalisasi merupakan unit operasi yang penting karena proses kristalisasi mampu menghasilkan kemurnian produk sangat tinggi dari larutan yang mengandung sejumlah kotoran dengan input energi lebih rendah dibandingkan unit operasi lain seperti distilasi. Produksi kristal memiliki tampilan yang baik dengan kepadatan curah yang tinggi dan karakteristik penanganan yang baik, sehingga perlakuan pengeringan dapat diminimalkan karena kadar air endapan yang rendah dari filter (penyaring).

Proses kristalisasi terdiri dari dua peristiwa besar:

Nukleasi: pembentukan inti-inti kristal baru
Pertumbuhan kristal: bertambah besarnya ukuran kristal. Pada kondisi supersaturas iyang tidak terlalu tinggi, lebih cenderung terjadi pembesaran kristal daripada terjadi nukleasi.

Grafik dan skema kristalisasi. Sumber: https://www.syrris.com/applications/what-is-crystallization-and-what-are-the-methods-of-crystallization/

Jenis-Jenis Crystallizer Pada Industri

Crystallizers adalah peralatan yang digunakan untuk melakukan proses kristalisasi.

Evaporative Crystallizer

Dalam proses kristalisasi evaporatif, pelarut diuapkan dan menyebabkan peningkatan konsentrasi larutan. Karena peningkatan konsentrasi, larutan jenuh muncul dan proses nukleasi dimulai. Semakin jauh nukleasi terjadi, inti semakin tumbuh dan berubah menjadi kristal. Pada dasarnya ada dua jenis kristalisasi evaporatif yang digunakan dalam kristalisasi industri yaitu: Draft tube baffle crystallizer dan submerge circulating crystallizer.

DTB dan submerged circulating crystallizer. Sumber: https://thermalkinetics.net/crystallizer-equipment/submerge-circulating ; https://www.chemengonline.com/a-clearer-view-of-crystallizers/?printmode=1#Figure1

Cooling Crystallizer

Kristalisasi pendinginan terjadi dengan bantuan transfer kalor tidak langsung dan di bawah vakum. Proses kristalisasi pendinginan didasarkan pada ketergantungan suhu kelarutan. Dalam proses kristalisasi pendinginan, beberapa larutan menguap dan kemudian didinginkan. Pendinginan larutan terjadi melalui penurunan tekanan dalam kesetimbangan. Akibatnya, sedikit pelarut memancarkan panas yang tersembunyi setelah penurunan suhu larutan. Kristalisasi pada pendingin crystallizer terjadi karena perubahan suhu larutan.

Vaccum Crystallizer

Vacuum crystallizers menggunakan kondensor dengan booster untuk menjaga tekanan vakum di dalam badan crystallizer. Vakum ini memungkinkan untuk menghasilkan larutan lewat jenuh ketika suhu operasi yang sangat rendah diperlukan. Pengkristal vakum dapat dijalankan pada mode kontinu atau batch. Pengkristal vakum batch sangat berguna saat memproses bahan yang cenderung tumbuh di dinding peralatan kristalisasi kontinu.