EKSTRAKSI FLUIDA SUPERKRITIS (SFE) Presentasi oleh: Purwadi 20705010

1
EKSTRAKSI FLUIDA SUPERKRITIS (SFE)Presentasi
olehPurwadi20705010

• METODE PEMISAHAN ANALITIK

2
SEJARAH (SFE)

• Thn 1822 Fluida Superkritis ditemukan Baron
  Cagniard de la Tour
• Thn 1879 Hannay dan Hoggart mendemontrasikan
  kekuatan
• pelarutan (solvating
  power) dari etanol Superkritis
• Antara Th 1964-1976 Zosel mematenkan Dekafeinasi
  pada Kopi
• dengan Teknik SFE
• Thn 1978 Dekafeinasi tanaman diusahakan oleh
  Maxwell House
• Cofee Division dan
  dimulailah Penerapan SFE di dunia
• Industri
• Thn 1981 Penggunaan Fluida Superkritik pada
  Analitik dimulai
• pada Kromatografi Fluida
  Superkritik (SFC) Kapiler oleh
• Novotny dkk.
• Thn 1980-an SFE mulai dikomersialisasikan
• Thn 1996 EPA meyetujui dua metode SFE
  Ekstraksi Total
• Petroleum Hidrokarbon
  (TPHs) dan untuk PAHs.
• Thn 1988 EPA mengumumkan metode SFE untuk
  ekstraksi PCBs
• dan Pestisida Organoklorin
  (OCPs)

3
TEORI SFE

• Memanfaatkan sifat fluida pada keadaan
  Superkritis untuk mengekstraksi bahan organik
  dari sampel padat
• Fluida Superkritis keadaan Fluida ketika berada
  pada temperatur dan Tekanan Superkritis

4
Titik Kritis
Diagram Fase Senyawa
5
Bahan Temperatur Tekanan Densitas
Kritis Kritis Kritis
  (oC) (atm) (103 kg/m3)

CO2 31.3 72.9 0.47
N2O 36.5 72.5 0.45
SF6 45.5 37.1 0.74
NH3 132.5 112.5 0.24
H2O 374 227 0.34
n-C4H10 152 37.5 0.23
n-C5H12 197 33.3 0.23
Xe 16.6 58.4 1.10
CCl2F2 112 40.7 0.56
CHF3 25.9 46.9 0.52
Parameter Kritis beberapa bahan
6
Keadaan Koefisien Difusi Densitas Viskositas
cm2s-1 g cm-3 g cm-1s-1 g cm-1s-1

Gas 10-1 10-3 10-4
Cair 10-6 1 10-2
Fluida Superkritis 10-3 0.2-0.8 10-4

Data Fisik zat pada berbagai keadaan
7

• Fluida Superkritis
• - Kekuatan Pelarutan Baik (seperti Cairan)
• - Difusifitas Tinggi (Lebih baik dari Cairan)
• - Viskositas Rendah
• - Tegangan permukaan rendah (seperti
• gas)
• gt Sehingga transfer masa cepat dan
• dapat menembus pori matriks

8
Ln (s) aD bT c

• s solubilitas (mol atau berat)
• D Densitas (g/ml)
• T Temperatur (K)
• a,b,c Konstanta

9
e
Konstanta dielektrik e CO2 dan Ar sebagai fungsi
Tekanan
10
1.2
12
?
f
6
0.6
f (g.cm-3)
2.4
? 104 (g.cm-1.s-1)
D11. f
D11. f 104 (g.cm-1.s-1)
1.2
200
400 (Bar)
Densitas f, Viskositas ?, D11. f CO2 pada Fungsi
Tekanan pada 40oC (untuk D11. f pada 50oC)
11
Karbon Dioksida (CO2)

• Tc rendah (31 oC) P, (73 atm)
• Tidak Toksik
• Tidak mudah Terbakar
• Tersedia dalam kemurnian tinggi
• Non Polar
• Francis (1954) 261 komponen dapat larut di
  sekitar kritis CO2

12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
(No Transcript)
15
CO2 Sebagai fluida utama untuk SFE

• Untuk ekstraksi non dan semi polar
• - Jelek untuk ekstraksi senyawa polar
• Kekuatan pelarutan mampu memecah ikatan solut
  matriks
• Untuk meningkatkan efisiensi ekstraksi dapat
  ditambahkan pelarut organik (1-10)
  disebut Modifier

16
Ekstraksi Senyawa Polar

• Pelarut Superkritis N2O dan CHClF2
• Lebih efisien untuk senyawa polar
• Tidak baik untuk alasan lingkungan

17
Modifier yang sering dipakai untuk Superkritis CO2

• Oksigen berisi Metanol, etanol, isopropil
  alkohol, aseton, THF
• Nitrogen berisi Acetonitril
• Sulfur berisi CS2, SO2, SF6
• Hidrokarbon dan senyawa organik terhalogenasi
  Hexan, Toluena, Metilen Klorida, Kloroform,
  Karbon tetraklorida, trikloroflorometan
• Asam Asam Format

18
Sel Ekstraksi
Kolektor
19
Kondisi Ekstraksi Fluida Superkritis

• - Pompa Laju alir konstan (gt 2 mL/mnt)
• Tekanan 3500-1000 psi
• Untuk menjaga CO2 tetap cair kepala pompa
  didinginkan dengan bak sirkulasi
• Modifier dapat juga dicampur langsung dengan CO2

20

• Sel ekstraksi biasanya dari stainless steel, PEEK
  (Polieter eter keton)
• Restriktor untuk mengontrol tekanan
• Ekstrak dikumpulkan dengan menurunkan tekanan
  fluida kepada sorben perangkap atau pelarut
  kolektor
• Trap dipilih yang selektif dan dapat didinginkan
  untuk menurunkan tingkat kehilangan analit

21

• Pelarut kolektor dipilih yang sesuai dan sesuai
  pula untuk pengerjaan selanjutnya
• Tetrakloroetena gt IR
• Metilen Klorida gt Pemisahan GC

22
Efek matriks terhadap Kinetika Ekstraksi

1. Difusi ke luar matriks
2. Desorbsi dari Permukaan
3. Difusi ke luar Fluida Superkritis dari film
   permukaan
4. Bergerak dalam aliran Fluida Superkritis

23
Contoh Aplikasi SFE

• Analit Matriks
• Pestisida Organoklorin Tumbuhan Obat China
• Pestisida Karbamat Kertas Saring, matriks
• 
  Silika Gel
• 10 residu Herbisida Triazine Telor
• As. Aromatis, Fenol, Pestisida Tanah
• Vitamin A dan E Susu bubuk
• Vitamin D2 dan D3 Produk Farmasi
• p-Aminobenzoat, cinamat Produk Kosmetika
• (penyerap UV)
• Lanolin Serat Wool

24
Pustaka

• Kou, Dawen dan Mitra, Somenath. Extraction of
  Organic Compounds from Solid Matrices. New
  Jersey. John Willey and Sons. 2003
• Wenclawiak, Bernd (Editor). Analysis with
  Supercritical Fluid Extaction and
  Chromatography. Springer Laboratory. Germany.
  1992

25

• Terima kasih