Pengertian Destilasi, Macam, Prinsip, Cara Kerja, dan Contohnya

Destilasi merupakan proses pemisahan secara kimia yang banyak digunakan pada industri minyak, industri makanan, dan lain lain. Dalam penerapan kimia desitlasi juga menjadi suatu metode yang penting, khususnya untuk skala laboratorium karena perannya sangat vital dalam perkembangan kimia. Oleh karena itulah desetilasi termasuk salah satu metode pemisahan campuran kimia.

Disisi lain, untuk proses destilasi melibatkan beberapa tahapan seperti pemanasan, penguapan, dan kondensasi. Sehingga tas dasar inilah dalam destilasi juga dikenal istilah destilat dan residu dimana destilat merupakan komponen dengan titik didih lebih rendah sehingga akan terpisah pada tempat lain, sedangkan resud ialah komponen dengan titik didih yang lebih tinggi dan posisinya akan menetap atau tertinggal pada wadah awalnya.

Artkel ini akan membahas secara lengkap tentang materi destilasi mulai dari pengertian, macam-macam, prisinsip, cara kerja beserta dengan contohnya.

Destilasi

Reaksi sintesis kimia membutuhkan metode pemurnian untuk mendapatkan produk yang benar benar murni tanpa ada pengotor. Salah satu cara yang banyak dilakukan adalah dengan metode destilasi sebagai proses pemurniannya. Sehingga destilasi menjadi metode dasar yang harus dikuasai oleh seseorang yang ingin melakukan sintesis kimia.

Adapun sejarah terkait dengan bukti destilasi yang paling awal diketahui berasal dari alat destilasi terakota yang berasal dari 3000 SM di lembah Indus Pakistan. Pada saat itu distilasi ini diketahui digunakan oleh Babel Mesopotamia. Adapun awalnya, distilasi diyakini telah digunakan untuk membuat parfum.

Sehingga destilasi minuman terjadi jauh kemudian. Ahli kimia Arab Al-Kindi menyaring alkohol di Irag abad ke-9. Penyulingan minuman beralkohol tampaknya umum di Italia dan Cina dimulai pada abad ke-12.

Pengertian Destilasi

Destilasi adalah proses pemisahan komponen dalam suatu campuran berdasarkan perbedaan titik didih antara komponen yang akan dipisah, dalam hal ini jika ingin memisahkan suatu campuran yang berbeda fasa misalnya padat dan cair maka hanya perlu menggunakan filter atau penyaring untuk memisahkannya.

Akan tetapi jikalau campuran itu berupa suatu zat cair yang bersifat homogen, maka penyaringan tidak mampu memisahkan komponen campuran tersebut. Salah satu cara memisahkan komponen dari campuran adalah melalui destilasi yang didasarkan perbedaan titik didihnya.

Ketika suatu campuran terdiri atas dua komponen dimana masing masing komponen tersebut memiliki titik didih yang berbeda dan cukup jauh, maka campuran tersebut memenuhi persyaratan untuk dapat dipisahkan secara destilasi.

Sebagai contohnya saja ketika terdapat campuran antara air dengan etanol dimana air memiliki titik didih 100C sedangkan etanol memiliki titik didih 77 C maka campuran tersebut dapat dipisahkan secara destilasi.

Pengertian Destilasi Menurut Para Ahli

Adapun definisi destilasi menurut para ahli, antara lain;

1. GG. Brown (1987), Pengertian Destilasi adalah metode operasi yang keraokali dipergunakan dalam proses pemisahan untuk berbagai komponen campuran dengan mempergunakan energi panas sebagai tenaga pemisah, hingga pada akhirnya ditemukan perbedaan titik didih dari bahan campuran tersebut.
2. MC. Cabe (1999), Arti destilasi adalah serangkaian proses pemisahan yang terjadi antara dua atau lebih dari jenis bahan kimia yang dilakukan dengan melihat perbedaan titik didihnya.
3. Herry Santoso (1997), Definisi destilasi adalah proses pemisahan campuran yang dilihat dari sifat penguapan, pembentukan azeotrop, dan melihat perbedaan titik didih

Prinsip dan Cara Kerja Destilasi

Prinsip dari destilasi yaitu memanfaatkan perbedaan rumus titik didih dari komponen campuran untuk dapat terpisah. Dalam destilasi, akan dilakukan proses pemanasan dengan suhu tertentu dimana penentuan suhu tersebut didasarkan pada titik didih komponen yang akan dipisahkan.

Pada titik didih komponen yang lebih rendah, maka komponen tersebut akan mengalami penguapan pada suhu didihnya sedangkan komponen lain dengan titik didih yang lebih tinggi akan menetap atau tidak menguap.

Selanjutnya uap dari salah satu komponen dengan titik didih yang rendah akan naik dan mengalami kondensasi atau pendinginan secara serentak sehingga zat yang berupa uap tersebut akan mencair dan kembali dalam bentuk cairan.

Hasil dari kondensasi tersebut akan mengalir dan ditampung pada tempat lain yang disebut dengan destilat, sedangkan sisa dari wadah awal yang tertinggal disebut residu.

Peran Hukum Raoult dan Hukum Dalton

Suhu ketika tekanan uap cairan sama dengan tekanan daerah di sekitarnya dikenal sebagai titik didih dari cairan. Pada suhu titik didih ini, cairan akan diubah dari bentuk cair menjadi bentuk uapnya melalui pembentukan gelembung uap.

Titik didih cairan juga dapat berubah sesuai dengan tekanan daerah di sekitarnya. Sebagai contoh, titik didih air di permukaan laut adalah sebesar 100C, namun titik didih air pada ketinggian 1905 meter adalah 93.4C yang disebabkan karena tekanan atmosfer yang relatif lebih rendah pada daerah tinggi.

Pada campuran berbentuk cair, proses destilasi bergantung pada hukum Raoult dan hukum Dalton. Sesuai hukum Raoult, tekanan parsial komponen cairan tunggal dalam campuran ideal sama dengan tekanan uap dari komponen murni dan fraksi molnya.

Sedangkan menurut hukum Dalton, tekanan total yang diberikan oleh campuran gas sama dengan jumlah tekanan parsial dari semua konstituen. Oleh karena itu, tekanan uap juga sangat berpengaruh pada proses destilasi ini.

Macam Destilasi

Adapun untuk beragam macam dari jenis-jenis destilasi ini, antara lain sebagai berikut;

1. Destilasi Sederhana

Destilasi sederhana merupakan destilasi yang sering digunakan pada skala laboratorium ataupun dalam penyulingan sederhana. Destilasi jenis ini dapat digunakan pada campuran yang memiliki titk didih berbeda secara signifikan atau beda titik didihnya cukup jauh sehingga memudahkan proses pemisahan secara destilasi sederhana.

Dalam destilasi sederhana, capmuran dipanaskan untuk mengubah komponen yang paling mudah menguap dari cairan menjadi bentuk  uapnya. Lalu proses kondensasi umumnya dilakukan dengan mengalirkan air dingin pada wadah kondensor untuk membuat uap mencair.

Rangkaian alat destilasi sederhana memiliki kelemahan yaitu untuk campuran seperti etanol dengan air memiliki titik azeotrop yang merupakan titik dimana campuran sudah tidak dapat dipisahkan lagi karena titik didihnya sama.

2. Destilasi Uap

Destilasi uap digunakan untuk memisahkan komponen yang memiliki titik didih tinggi misalnya diatas 200 C. Uap akan ditambahkan ke dalam campuran sehingga menyebabkan komponen akan menguap lebih cepat dibawah titik didihnya sehingga tidak diperlukan pemanasan yang terlalu tinggi suhunya.

Selanjutnya uap tersebut akan dikondensasi menjadi dua fraksi cair yang dapat dipisahkan. Destilasi uap banyak digunakan dalam proses penyulingan minyal esensial dari bahan alam tertentu seperti minyak sitrus dari lemon.

3. Destilasi Fraksinasi

Destilasi fraksinasi merupakan metode destilasi yang lebih kompleks dimana metode ini dapat digunakan untuk memisahkan komponen dengan perbedaan titik didih yang dekat. Dalam destilasi ini digunakan kolom fraksinasi yang memiliki peran penting dalam pemisahan.

Campuran akan dipanaskan sehingga uap akan naik memasuki kolom fraksinasi, selanjutnya saat uap mendingin maka akan mencair pada kolom. Adanya panas dari uap lain yang naik akan menyebabkan cairan tadi menguap kembali dan naik ke kolom yang lebih tinggi.

Dengan prinsip ini maka didapatkan kemurnian yang lebih tinggi dari komponen yang dipisahkan. Komponen dengan titik didih terendah akan menempati kolom teratas dengan kemurnian yang sangat tinggi. Penggunaan destilasi fraksinasi yaitu pada proses pengolahan minyak bumi dimana masing masing fraksi minyak bumi akan dipisahkan sesuai jenisnya.

4. Destilasi Vakum

Destilasi vakum yang dapat digunakan untuk memisahkan komponen yang memiliki titik didih tinggi. Prinsip destilasi vakum ini adalah dengan menurunkan tekanan pada wadah atau lingkungan sehingga akan menyebabkan titik didih dari komponen yang tinggi menjadi lebih rendah.

Selain itu, proses destilasi ini sama seperti pada destilasi sederhana, perbedaannya hanya terletak pada vakum yang dapat digunakan untuk mengatur tekanan. Dimana dalam hal ini beberapa senyawa memiliki titik didih tinggi serta peka terhadap udara. Sistem distilasi vakum sederhana seperti yang dicontohkan di atas dapat digunakan, sehingga vakum diganti dengan gas inert setelah destilasi selesai.

Namun, ini adalah sistem yang kurang memuaskan jika seseorang ingin mengumpulkan fraksi di bawah tekanan yang berkurang. Untuk melakukan ini, “cow” or “pig” adaptor dapat ditambahkan ke ujung kondensor, atau untuk hasil yang lebih baik atau untuk senyawa yang sangat peka udara, aparatus Segitiga Perkin dapat digunakan.

5. Destilasi Molekuler

Destilasi molekuler adalah labu destilasi vakum di bawah tekanan 0,01 torr. 0,01 torr adalah satu urutan besarnya di atas vakum tinggi, di mana fluida berada dalam rezim aliran molekul bebas, yaitu jalur bebas rata-rata molekul sebanding dengan ukuran peralatan.

Fase gas tidak lagi memberikan tekanan signifikan pada zat yang akan diuapkan, dan akibatnya, laju penguapan tidak lagi tergantung pada tekanan. Yaitu, karena asumsi kontinum dinamika fluida tidak lagi berlaku, transportasi massa diatur oleh dinamika molekuler daripada dinamika fluida.

Dengan demikian, jalur pendek antara permukaan panas dan permukaan dingin diperlukan, biasanya dengan menangguhkan piring panas yang ditutup dengan lapisan umpan di sebelah pelat dingin dengan garis pandang di antaranya. Destilasi molekuler digunakan secara industri untuk pemurnian minyak.

6. Destilasi Zona

Destilasi zona adalah proses destilasi dalam wadah panjang dengan peleburan sebagian bahan halus dalam zona cair bergerak dan kondensasi uap dalam fase padat pada penarikan kondensat di daerah dingin.

Ketika pemanas zona bergerak dari atas ke bawah wadah, maka kondensat padat dengan distribusi pengotor tidak teratur terbentuk. Maka sebagian besar kondensat murni dapat diekstraksi sebagai produk. Proses ini dapat diulangi berkali-kali dengan memindahkan (tanpa pergantian) kondensat yang diterima ke bagian bawah wadah di tempat materi yang disuling.

Distribusi pengotor tidak teratur dalam kondensat (yaitu efisiensi pemurnian) meningkat dengan jumlah iterasi. Destilasi zona adalah analog destilasi rekristalisasi zona. Distribusi pengotor dalam kondensat dijelaskan oleh persamaan yang dikenal dari rekristalisasi zona – dengan penggantian distribusi yang efisien k kristalisasi – untuk faktor pemisahan α dari destilasi.

7. Destilasi Reaktif

Proses destilasi reaktif melibatkan penggunaan bejana reaksi sebagai penyuling (distiller). Dalam proses ini, produk biasanya lebih rendah didih daripada reaktan. Karena produk terbentuk dari reaktan, produk diuapkan dan dihilangkan dari campuran reaksi.

8. Destilasi Katalitik

Destilasi katalitik adalah proses di mana reaktan dikatalisasi sambil. Dimana dalam destilasi dipergunakan untuk terus memisahkan produk dari reaktan. Metode ini digunakan untuk membantu reaksi kesetimbangan mencapai penyelesaian.

9. Pervaporasi

Pervaporasi adalah metode untuk pemisahan campuran cairan dengan penguapan parsial melalui membran non-berpori.

10. Destilasi Ekstraktif

Destilasi ekstraktif bisa dikatakan sebagai bagian daripada destilasi dengan adanya komponen yang larut, didih tinggi, relatif tidak mudah menguap, pelarut, yang tidak membentuk azeotrop dengan komponen lain dalam campuran.

11. Flash evaporation

Flash evaporation atau yang dikenal dengan partial evaporation adalah penguapan parsial yang terjadi ketika aliran cairan jenuh mengalami pengurangan tekanan dengan melewati katup penghambat atau perangkat penghambat lainnya. Proses ini adalah salah satu unit operasi yang paling sederhana, setara dengan destilasi dengan hanya satu tahap kesetimbangan.

12. Codistillation

Codistillation adalah destilasi yang dilakukan pada campuran di mana kedua senyawa tidak larut. Di laboratorium, peralatan dean-stark digunakan untuk tujuan ini untuk menghilangkan air dari produk sintesis. Bleidner adalah contoh lain dengan dua pelarut refluks.

13. Destilasi Membran

Destilasi membran adalah jenis destilasi di mana uap campuran dipisahkan melalui membran, yang secara selektif meresapi satu komponen campuran. Perbedaan tekanan uap adalah kekuatan pendorongnya. Ini memiliki aplikasi potensial dalam desalinasi air laut dan menghilangkan komponen organik dan anorganik.

Contoh Penggunaan Destilasi

Adapun untuk beragam contoh-contoh penggunaan destilasi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain adalah sebagai berikut;

1. Penggunaan Ilmiah

Sebagai penggunaan ilmiah, destilasi banyak dimanfaatkan sebagai metode yang praktis untuk pemisahan dalam laboratorium.

Proses reaksi tertentu yang menggunakan pelarut dan menghasilkan produk samping memerlukan pemurnian untuk didapatkan produk yang diinginkan. Metode yang dipilih salah satunya adalah menggunakan metode destilasi dalam pemurnian senyawa kimia.

2. Pemurnian Air

Air dari sumber alami mengandung berbagai mineral dan pengotor lain yang mungkin berbahaya. Salah satu proses pemurnian untuk menghilangkan pengotor pada air yaitu melalui proses penyulingan dengan destilasi.

Oleh karena itu air hasil penyulingan ini dapat disebut sebagai air demineralisasi yang murni tanpa mengandung mineral. Dalam laboratorium, air suling ini juga dikenal dengan akuades yang memiliki kegunaan utama dalam laboratorium sebagai pengganti air pada umumnya.

3. Minuman Alkohol

Destilasi juga digunakan dalam industri pembuatan minuman alkohol seperti merk minuman terkenal yang ada di pasaran.

Alkohol yang berasal dari buah ataupun bahan yang telah di fermentasi sehingga menghasilkan etil alkohol encer atau dalam bentuk campuran dengan air. Untuk mendapatkan etil alkohol (etanol) dengan kepekatan lebih tinggi maka dimurnikan dengan cara destilasi sehingga diperoleh kadar alkohol yang diinginkan.

4. Pengolahan Minyak Bumi

Seperti yang kita tahu bahwa definisi minyak bumi memiliki berbagai macam fraksi. Setiap fraksi minyak bumi dipisahkan melalui metode destilasi fraksinasi sehingga didapatkan beberapa jenis fraksi yang memiliki berbagai macam kegunaan yang berbeda seperti bensin, diesel, pelumas, minya, dan lain lain.

5. Industri Parfum

Dalam industri parfum, destilasi digunakan sebagai tahap penyulingan minyak dari bahan alam. Tanaman memiliki kandungan metabolit sekunder yang memiliki sifat unik seperti aroma yang wangi dan dikenal juga dengan minyak esensial.

Untuk mengambil minyak tersebut dari tanaman, cara yang dilakukan adalah melalui destilasi atau penyulingan untuk mendapatkan kandungan murni minyak esensial bahan alam.

Nah, demikianlah serangkaian artikel yang telah kami tuliskan secara lengkap terkait dengan pengertian destilasi menurut para ahli, macam, prinsip, cara kerja, dan contohnya pengunaanya. Semoga melalui tulisan ini bisa memberikan wawasan kepada khalayak sekalian.