ANALISIS KINERJA PROTOTIPE SEPARATOR PENYULINGAN MINYAK NILAM

Transkripsi

1 ANALISIS KINERJA PROTOTIPE SEPARATOR PENYULINGAN MINYAK NILAM OLEH SHAFEEG AHMAD F DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2 ANALISIS KINERJA PROTOTIPE SEPARATOR PENYULINGAN MINYAK NILAM SKRIPSI sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh SHAFEEG AHMAD F DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

3 Judul Skripsi : Analisis Kinerja Prototipe Separator Penyulingan Minyak Nilam Nama : Shafeeg Ahmad NIM : F Menyetujui, Dosen Pembimbing Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, M.Sc. NIP Mengetahui : Ketua Departemen Prof. Dr. Nastiti Siswi Indrasti NIP : Tanggal Lulus :

4 SHAFEEG AHMAD. F Analisis Kinerja Prototipe Separator Penyulingan Minyak Nilam. Dibawah bimbingan : Meika Syahbana Rusli RINGKASAN Minyak nilam merupakan komoditas minyak atsiri Indonesia dengan jumlah produksi paling besar dibandingkan komoditas sejenis. Indonesia merupakan penghasil utama minyak nilam dunia dengan pangsa pasar hampir 90%. Total produksi minyak nilam Indonesia pada tahun 2006 mencapai Kg atau senilai US$ Sampai saat ini minyak nilam kebanyakan masih diproduksi oleh masyarakat pada penyulingan skala kecil dengan teknologi sederhana, bahan yang korosif, dan efisiensi belum optimal. Separator merupakan bagian dari rangkaian alat penyulingan yang belum banyak mengalami perkembangan. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian pada separator mengingat minyak nilam termasuk minyak yang cenderung lebih sulit memisah dengan air sehingga potensi loss di separator besar. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja separator industri kecil lalu membandingkannya dengan kinerja prototipe separator yang telah dirancang. Faktor yang digunakan adalah suhu distilat dan laju distilat dengan respon loss minyak. Separator industri kecil terbuat dari aluminium dengan sekat pemisah di bagian tengah dari seng. Separator ini masih membutuhkan alat bantu dalam penggunaannya sehingga kurang efekitf. Desain separator juga menghasilkan aliran fluida dalam separator yang berlawanan dengan gerakan partikel minyak sehingga bisa menimbulkan loss minyak. Kisaran suhu dan laju distilat yang dihasilkan IKM ini berturut-turut adalah 38,5-60 o C dan 1,28-2,72 liter/menit. Rata-rata loss minyak yang terjadi adalah 3,13 %. Pengujian kadar Patchouli Alcohol (PA) untuk minyak yang terbuang (loss) dengan alcoholmeter menunjukkan kadar PA-nya lebih besar dari 34%. Densitas minyak yang terbuang adalah 0,992 gr/ml. Pada suhu distilat yang lebih tinggi terdapat kecenderungan penurunan loss minyak sedangkan pada laju distilat yang lebih besar terdapat kecenderungan kenaikkan loss minyak. Prototipe separator dirancang berdasarkan laju dan suhu distilat pada uji kinerja separator IKM. Separator ini mempunyai silinder dalam untuk membantu proses pemisahan minyak. Bagian atas separator terbuat dari kaca untuk memudahkan memantau jumlah minyak. Ujung bagian kaca dibuat semakin menyempit untuk memperkecil bidang kontak antara air dan minyak sehingga memudahkan dalam proses pengumpulan minyak. Minyak dikeluarkan dari separator melalui pipa yang ujungnya diberi kran. Prototipe separator terbuat dari bahan stailess steel. Prototipe separator memiliki kinerja yang sangat baik. Pada uji kinerja prototipe separator, nilai tertinggi loss yaitu 0,24 % dan nilai terendah 0,09 % dengan nilai rata-rata loss minyak sebesar 0,16 %. Air buangan prototipe separator jauh lebih jernih daripada air buangan separator IKM. Prototipe separator sudah tidak lagi membutuhkan alat bantu berupa busa dan gayung untuk mengumpulkan minyak.

5 SHAFEEG AHMAD. F Performance Analysis of Separator Prototype in Patchouli Oil Distilation. Supervised by : Meika Syahbana Rusli SUMMARY Patchouli oil is an Indonesian important essential oil with the biggest total production compared to similar commodities. Indonesia is a major producer of patchouli oil in the world with almost 90% market share. The total production of Indonesian patchouli oil in 2006 reached kg or the equivalent of U.S. $ 43,984,079. Until now, most of patchouli oil is still produced in small-scale distillation with a simple technology, corrosive materials, and low efficiency. Separator is a part of distillation equipment that has not undergone many improvements. Therefore, research needs to be done on a separator considering the patchouli oil including an oil that tend to be more difficult to separate from water so there was big loss potential on separator. The objectives of this study are to evaluate the performance of separator of IKM (Small Medium Industry) and then compare it with the performance of the prototype separator that has been developed. Observed factors are the distillate temperature and the flow rate with oil loss as a response. The range of distillate temperatures and distillate flow rate in this IKM, respectively 38,5-60 o C and 1,28-2,72 liters/minute. The range of oil loss that occurs is 2,11 % - 4,35 % with an average value 3.13%. The result of Patchouli Alcohol (PA) Levels Test for waste oil (loss) with alcoholmeter indicates a PA level is bigger than 34%. Waste oil density is g/ml. At higher distillate temperatures there is a decreasing trend of oil loss while at the bigger distillate flow rate there was a greater tendency to increase oil loss. Prototype separator was designed based on the distillate flow rate and distillate temperature at the separator of IKM performance test. This separator has an inner cylinder to help the oil separation process. The top of the separator is made of glass to make it easier to monitor the amount of oil. The tip of the glass made narrowed to minimize surface contact between water and oil so facilitate the collecting process of oil. The oil removed from the separator through a pipe with faucet at the end. Separator prototype made of stainless steel. Prototype separator has a very good performance. In the separator prototype performance test, the range of oil loss is 0.09 % % with an average value 0.16%. The waste water from separator prototype more clearly than the waste water from separator of IKM. Separator prototype no longer need additional tool such as foam and big spoon in collecting oil.

6 SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul: ANALISIS KINERJA PROTOTIPE SEPARATOR PENYULINGAN MINYAK NILAM adalah karya asli Saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang jelas ditunjukkan rujukannya. Bogor, Februari 2010 Yang memberi pernyataan SHAFEEG AHMAD F

7 BIODATA Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 31 Januari 1986 dari ayah bernama Ahmad Churry dan ibu bernama Sohra Hasan Abdat. Penulis merupakan putra pertama dari empat bersaudara. Penulis memulai pendidikan formal pertamanya di Harbord Public School, Sydney hingga kelas 2 tingkat dasar. Penulis melanjutkan pendidikan dasarnya di SDIT Ummul Quro Bogor sampai selesai pada tahun Penulis menyelesaikan pendidikan menengahnya di SLTP Negeri I Kudus pada tahun 2002 dan di SMU Negeri I Kudus pada tahun Tahun 2005 penulis diterima di IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian pada pemilihan mayor tahun Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif di beberapa organisasi. Pada tahun 2005/2006 penulis adalah anggota BEM TPB, LDK DKM Al-Hurriyah, dan IKMT. Pada tahun 2006/2007 penulis adalah Ketua Divisi Public Relation FBI (Forum Bina Islami) Fateta dan staff Departemen Sosial Politik BEM Fateta. Tahun 2007/2008 penulis diamanahkan untuk menjadi Direktur Direktur FBI Fateta. Penulis juga aktif di Keluarga Kudus Bogor (Organisasi Mahasiswa Daerah Kudus) dan pernah menjabat sebagai ketua divisi kerohanian, sekretaris, serta PJS Ketua. Pada tahun 2008 penulis menjadi assisten praktikum mata kuliah Teknologi Minyak Minyak Atsiri dan koordinator assisten praktikum mata kuliah Peralatan Industri. Penulis juga pernah menjadi assisten mata kuliah Pendidikan Agama Islam pada tahun 2008 dan Penulis melakukan praktek lapang pada tahun 2008 di PT Essence Indonesia (International Flavor & Fragrance), Jakarta dan menyusun laporan praktek lapang dengan judul Proses Produksi dan Sistem Pengawasan Mutu Produk Ekstrak Kakao di PT Essence Indonesia Jakarta. Sebagai tugas akhir untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, penulis menulis skripsi dengan judul Analisis Kinerja Prototipe Separator Penyulingan Minyak Nilam di bawah bimbingan Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, M.Sc. dan dinyatakan lulus pada tanggal 12 Februari 2010.

8 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... v DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR LAMPIRAN... vii I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG... 1 B. TUJUAN... 1 II. TINJAUAN PUSTAKA A. MINYAK NILAM... 2 B. PENYULINGAN... 4 C. DESAIN SEPARATOR... 7 III. METODOLOGI A. BAHAN DAN ALAT Bahan Alat a. Evaluasi Kinerja Separator IKM b. Analisis Kinerja Separator Prototipe B. LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN C. METODE PENELITIAN Evaluasi Kinerja Separator UKM Perancangan dan Konstruksi Prototipe Separator Analisis Kinerja Prototipe Separator IV. HASIL DAN PEMBAHASAN i

9 A. EVALUASI KINERJA SEPARATOR IKM Kondisi Umum Penyulingan IKM a. Rendemen Minyak Nilam b. Suhu Distilat c. Laju Distilat Kinerja Separator a. Kondisi umum separator IKM b. Loss minyak B. ANALISIS KINERJA PROTOTIPE SEPARATOR Kondisi umum penyulingan a. Rendemen Minyak Nilam b. Suhu Distilat c. Laju Distilat Loss Minyak C. PERBANDINGAN KINERJA SEPARATOR IKM DENGAN PROTOTIPE SEPARATOR Loss Minyak Air Buangan (Overflow) Cara Pengambilan Minyak V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN B. SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ii

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Persyaratan mutu minyak nilam... 4 Tabel 2. Data selisih densitas beberapa jenis minyak dengan air Tabel 3. Kecepatan partikel minyak naik melewati air Tabel 4. Data loss minyak iii

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Skema peralatan penyulingan minyak nilam IKM Gambar 2. Separator Utama IKM Gambar 3. Prototipe separator Gambar 4. Perubahan suhu distilat selama evaluasi kinerja separator IKM Gambar 5. Perbandingan suhu distilat dan suhu pemisahan pada percobaan Gambar 6. Perbandingan Suhu di Kondensor pada Evaluasi Kinerja Separator IKM Gambar 7. Perubahan laju distilat selama evaluasi kinerja separator IKM Gambar 9. Aliran fluida dalam separator IKM Gambar 10. Posisi busa pada separator IKM Gambar 11. Loss minyak pada setiap penyulingan Gambar 12. Jumlah loss minyak selama penyulingan Gambar 13. Grafik loss minyak terhadap laju distilat Gambar 14. Grafik Loss minyak terhadap suhu distilat Gambar 15. Perubahan suhu distilat selama analisis kinerja prototipe separator Gambar 16. Perubahan suhu separator selama analisis kinerja prototipe separator Gambar17. Perubahan laju distilat selama analisis kinerja prototipe separator Gambar 18. Grafik Loss minyak terhadap suhu distilat Gambar 19. Air buangan prototipe separator iv

12 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Prosedur analisa kadar air dan kadar minyak Lampiran 2. Prosedur Penentuan Bobot Jenis Lampiran 3. Data lapang analisis kinerja separator IKM Lampiran 4. Data lapang analisis kinerja prototipe separator Lampiran 5. Peralatan penyulingan IKM saat evaluasi kinerja separator IKM Lampiran 6. Peralatan penyulingan IKM saat analisis kinerja prototipe separator v

13 I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Minyak nilam adalah salah satu minyak yang banyak dipergunakan sebagai bahan fiksatif pada parfum. Fungsi tersebut membuat permintaan minyak nilam dari Indonesia cukup siginifikan. Indonesia merupakan penghasil utama minyak nilam dunia dengan pangsa pasar senilai 90%, selebihnya dipasok oleh Cina, Brazil, dan beberapa negara lain. Pusat Data Industri (2006) mencatat produksi minyak nilam Indonesia pada tahun 2006 mencapai Kg atau senilai US$ Penyulingan minyak nilam yang dilakukan masyarakat masih menggunakan teknologi yang sederhana, alat-alat yang korosif dan efisiensi yang rendah. Hal tersebut berpengaruh pada kualitas minyak nilam yang dihasilkan dan rendemen. Rendahnya efisiensi dan rendemen tersebut bernilai signifikan bila dikonversi menjadi pendapatan yang diterima baik oleh penyuling maupun negara. Pertambahan produksi sebesar 1% saja akan meningkatkan pendapatan negara mencapai US$ , mengacu pada data Pusdatin (2006). Kehilangan minyak atsiri pada proses penyulingan dapat terjadi pada beberapa tahapan, diantaranya adalah pada tahap perlakuan pendahuluan, proses penyulingan, dan proses pemisahan atau separasi. Pengamatan yang dilakukan terhadap penyulingan minyak nilam menunjukkan bahwa air pada proses pemisahan berwarna keruh dan kemungkinan besar minyak hasil penyulingan belum terpisahkan dengan sempurna sehingga menurunkan rendemen minyak nilam. Sampai saat ini belum banyak penelitian khusus yang dilakukan untuk menciptakan desain separator yang sesuai dengan karakteristik minyak nilam dan kondisi proses operasi penyulingan di masyarakat. Karena pentingnya proses separasi ini maka desain separator yang baik akan meningkatkan rendemen minyak nilam dan kualitas yang dihasilkan. Selain itu juga dapat meningkatkan efektivitas kerja dengan mengurangi waktu untuk mengumpulkan minyak serta menghindari kontak antara pekerja dengan minyak nilam seperti yang terjadi saat ini. B. TUJUAN Penelitian ini bertujuan mengevaluasi kinerja separator industri kecil penyulingan nilam untuk menghitung loss minyak sebenarnya yang terjadi serta mengidentifikasi faktor-faktor penting yang mempengaruhi loss minyak. 1

14 II. TINJAUAN PUSTAKA A. MINYAK NILAM Minyak nilam adalah minyak atsiri yang diperoleh dari tanaman nilam (Pogestemon cablin Benth) dengan cara penyulingan. Pada tanaman nilam, minyak atsiri terdapat dalam semua bagian tanaman seperti akar, batang, dan daun. Walaupun tidak banyak digunakan di dalam negeri, minyak nilam merupakan salah satu komoditi andalan Indonesia (Sudaryani dan Sugiharti, 1998). Minyak atsiri yang dikenal juga dengan nama minyak eteris atau minyak terbang (essential oil, volatile oil) dihasilkan oleh tanaman. Minyak tersebut mudah menguap pada suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi, mempunyai rasa getir (pungent taste), berbau wangi sesuai dengan bau tanaman penghasilnya, umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air (Ketaren, 1985). Tanaman nilam mempunyai bentuk daun yang lonjong, berwarna hijau, dan mempunyai bulu di bagian atas. Bunga nilam berwarna ungu kemerahan yang tumbuh di ujung tangkai. Daun nilam umumnya bergerombol (Tasma dan Hamid, 1989). Mustofa (1973) menyatakan bahwa tanaman ini tumbuh di daerah tropis di antara semak belukar sampai setinggi dua meter. Ketaren (1985) juga menyatakan hal yang sama yaitu nilam merupakan tanaman tropis, hal ini disebabkan karena tanaman nilam merupakan tanaman yang dapat tumbuh subur dengan curah hujan tinggi, yaitu antara milimeter per tahunnya. 1. Komposisi kimia Minyak nilam terdiri dari komponen-komponen bertitik didih tinggi sehingga baik dipakai sebagai zat pengikat dalam parfum dan dapat membentuk bau yang harmonis. Zat pengikat adalah suatu persenyawaan yang mempunyai daya menguap lebih rendah atau titik uapnya lebih tinggi daripada zat pewangi, sehingga kecepatan penguapan zat pewangi dapat dikurangi atau dihambat (Ketaren, 1985). Menurut Luthony dan Rahmayati (1994), peranan minyak nilam sebagai fiksatif tidak dapat digantikan oleh senyawa sintetis apapun sehingga sangat penting dalam dunia perfumery. Sifat-sifat minyak nilam antara lain sulit tercuci, sukar menguap jika dibandingkan minyak atsiri lain, dapat larut dalam alkohol, dan dapat dicampur dengan minyak atsiri lainnya (Guenther, 1949). 2

15 Menurut Anomious dalam Rahendas (2005), minyak nilam tersusun dari dua komponen yaitu komponen utama (mayor konstituen) dan komponen kecil (minor konstituen). Komponen utama yaitu patchouli alkohol (patchoulol) yang merupakan senyawa seskuiterpen trisiklik, sedangkan komponen kecil antara lain patchoullene, azulene, eugenol, benzaldehide, sinnamaldehide, keton, dan senyawa seskuiterpen lainnya. Seskuiterpen yang terdapat dalam minyak nilam lebih dari sepuluh macam, tetapi yang dapat diidentifikasi antara lain β-patchoulen, α-guajen, bulnesen, dan patchouli alkohol yang merupakan komponen utama (40 %) yang menentukan bau minyak nilam. Berdasarkan komponen kimianya minyak nilam dapat dibagi menjadi dua golongan utama yaitu golongan terpen dan terpen-o. Terpen adalah senyawa hidrokarbon tidak jenuh yang rumus bangunnya dibentuk dari unit kimia isoprene (C 5 H 8 ). Terpen merupakan senyawa alami yang dihasilkan dalam tanaman melalui proses metabolisme sekunder. Minyak nilam terdiri dari campuran persenyawaan terpen dengan alkoholalkohol, aldehid, dan ester-ester yang memberikan bau khas, misalnya patchouli alkohol (Sastrohamidjojo, 2004). Senyawa-senyawa terpen dalam minyak tercampur dengan alkohol-alkohol, aldehid, dan ester-ester yang memberikan bau khas. Senyawa-senyawa itu misalnya benzaldehid, patchoulen alkohol, eugenolbenzoat yang masing-masing mempunyai bau khas. Komponen yang termasuk dalam terpen-o disebut juga sebagai komponenkomponen berat diantaranya nor-patcoulol, patchouli alkohol, dan pogostol. 2. Mutu Mutu minyak atsiri didasarkan atas kriteria atau batasan yang dituangkan dalam standar mutu. Faktor-faktor yang mempengaruhi mutu minyak atsiri menurut Ketaren (1985), adalah sebagai berikut: 1. Jenis tanaman dan umur panen 2. Perlakuan bahan olah sebelum ekstraksi 3. Sistem, jenis paralatan, dan kondisi proses ekstraksi 4. Perlakuan terhadap minyak atsiri setelah ekstraksi 5. Pengemasan dan penyimpanan 3

16 Minyak nilam digolongkan dalam satu jenis mutu dengan nama Patchouli oil. Standar mutu minyak nilam belum seragam untuk seluruh dunia karena setiap negara penghasil dan pengimpor menentukan standar mutu minyak nilam sendiri. Standar mutu minyak nilam Indonesia ditetapkan dalam SNI O yang merupakan revisi dari SNI O Standar ini meliputi ruang lingkup (syarat mutu, cara pengujian mutu, cara pengemasan), definisi, jenis mutu, pengambilan contoh dan rekomendasi yang dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Persyaratan mutu minyak nilam Karakteristik Satuan Persyaratan Warna - Kuning muda coklat kemerahan Bobot jenis (25 o C/25 o C) - 0,950 0,975 Indeks Bias 25 o C (n D 25) - 1,507 1,515 Putaran Optik - (-48)-(-65) Bilangan Asam - Maks. 8,0 Bilangan Ester - Maks. 20,0 Kelarutan dalam etanol 90 % pada suhu 20 oc ±3 oc - Larutan jernih atau opalesensi ringan dalam perbandingan volume 1 :10 perbandingan volume 1-10 bagian Patchouli alcohol (C 15 H 26 O) % Min. 30 Alpha copaene (C 15 H 24 ) % Maks. 0,5 Kandungan besi (Fe) mg/kg Maks. 25 Sumber: Standar Nasional Indonesia B. PENYULINGAN Menurut Miall dalam Guenther (1948), penyulingan dapat didefinisikan sebagai pemisahan komponen-komponen dari dua jenis cairan atau lebih berdasarkan perbedaan tekanan uap dari masing-masing zat tersebut. Pada penyulingan minyak atsiri dari tanaman, uap harus berfungsi lain pula yaitu dapat mentransmisikan panas. Berbeda dengan cairan, bahan tanaman tidak mampu untuk meneruskan panas ke seluruh bagian tanaman. Energi panas ditransmisikan melalui air mendidih ke dalam bahan dengan cara perendaman bahan, atau dengan melewatkan uap air panas di antara bahan tanaman tersebut. Minyak atsiri yang mudah menguap terdapat dalam kelenjar minyak khusus di dalam kantung minyak atau di ruang antar sel di dalam jaringan tanaman. Minyak atsiri tersebut harus dibebaskan sebelum disuling yaitu dengan merajang atau memotong jaringan tanaman dan membuka kelenjar minyak sebanyak mungkin sehingga minyak dapat dengan mudah diuapkan. Jika bahan tidak dirajang atau dipotong, berarti minyak 4

17 dalam tanaman harus dibebaskan dengan kekuatan difusi air (hidrodiffusion) (Guenther, 1948). 1. Metode Penyulingan a. Penyulingan air (Water Distilation) Bila cara ini digunakan maka bahan yang akan disuling berhubungan langsung dengan air mendidih. Bahan yang disuling kemungkinan mengembang/mengapung di atas air atau terendam seluruhnya, tergantung pada berat jenis dan kuantitas bahan yang akan diproses (Sastrohamidjojo, 2004). Sistem ini memiliki beberapa kelebihan, antara lain prosesnya sederhana dan dapat mengekstrak minyak dari bahan yang berbentuk bubuk (akar, kulit, kayu) dan bunga-bungaan yang mudah membentuk gumpalan jika kena panas (Ketaren, 1985) b. Penyulingan Uap dan Air (Water and Steam Distilation) Bahan tanaman yang akan diproses ditempatkan dalam suatu tempat yang bagian bawah dan tengah berlobang-lobang yang ditopang di atas dasar alat penyulingan. Bagian bawah alat penyulingan diisi air sedikt di bawah ketinggian bahan. Air dipanaskan dengan api seperti pada penyulingan air (Sastrohamidjojo, 2004). Sistem penyulingan air dan uap lebih efisien daripada penyulingan air karena jumlah bahan bakar yang diperlukan lebih kecil, penyulingan lebih singkat, dan rendemen minyak yang dihasilkan lebih besar (Ketaren, 1985). c. Penyulingan uap langsung (Steam Distilation) Prinsip metode ini sama dengan penyulingan uap dan air, hanya saja air penghasil tidak diisikan bersama dalam ketel penyulingan. Uap yang digunakan berupa uap jenuh atau uap yang kelewat panas dengan tekanan lebih dari 1 atmosfer (Luthony dan Rahmawati, 1994). Distilasi uap digunakan untuk cairan yang titik didihnya tinggi atau cairan yang mengalami dekomposisi saat dipanaskan pada titik didihnya. Distilasi ini dilakukan dengan cara memanaskan cairan dengan uap air yang secara aktif dimasukkan ke dalamnya melalui pipa (Cook dan Cullen, 1986). Menurut Ketaren (1985), daun nilam sebaiknya disuling dengan uap langsung dengan sumber uap berasal dari ketel uap yang letaknya terpisah. Minayk nilam sukar menguap pada penyulingan dengan tekanan rendah (sekitar 1 atmosfir) sehingga membutuhkan waktu penyulingan yang lebih lama. Minyak yang dihasilkan antara kedua sistem ini mempunyai mutu yang berbeda, karena penyulingan daun pada tekanan tinggi tidak selamanya menghasilkan minyak nilam bermutu lebih baik walaupun lama 5

18 penyulingannya lebih singkat. Pada penyulingan modern, biasanya proses penylingan dimulai dari tekanan rendah (sekitar 1 atmosfir) dan akhirnya tekanan tinggi, sehingga penetrasi uap ke dalam daun dapat berlangsung dengan sempurna. 2. Peralatan Penyulingan a. Ketel Uap (Boiler) Ketel uap merupakan alat yang berfungsi untuk menghasilkan uap dan ukuran ketel uap yang digunakan tergantung pada jumlah uap yang dibutuhkan (Ketaren, 1985). Ada dua macam ketel uap, yaitu ketel uap bertekanan tinggi (kira-kira 100 psia atau lebih) dan ketel uap bertekanan rendah (40-45 psia). uap bertekanan tinggi digunakan untuk menghasilkan suhu yang lebih tinggi. Ketel uap bertekanan tinggi lebih efisien untuk penyulingan, karena mempersingkat proses penyulingan. Dalam beberapa hal, dikehendaki uap bertekanan rendah, sehingga minyak yang dihasilkan lebih larut dalam alkohol dan tidak mengandung resin. b. Ketel Suling Ketel suling atau biasanya disebut tangki berfungsi sebagai tempat air dan/atau uap untuk mengadakan kontak dengan bahan, serta untuk menguapkan minyak atsiri. Pada bentuk sederhana, ketel suling berbentuk silinder atau tangki. Tangki tersebut dilengkapi dengan tutup yang dapat dibuka dan diapitkan pada bagian atas ketel. Pada atau dekat penampang atas tangki dipasang pipa yang berbentuk leher angsa (gooseneck) untuk mengalirkan uap ke kondensor (Guenther, 1948). c. Kondensor Kondensor adalah peranti penukar-kalor khusus yang digunakan untuk mencairkan uap dengan mengambil kalor. Kalor laten diambil dengan menyerapnya ke dalam zat cair yang lebih dingin yang disebut pendingin (coolant). Karena suhu pendingin di dalam kondensor itu tentu meningkat, maka alat itu juga bekerja sebagai pemanas. Kondensor dapat dibagi menjadi dua golongan. Golongan pertama disebut kondensor jenis selongsong-dan-tabung (shell and tube condenser), uap yang terkondensasi dipisahkan dari pendingin oleh permukaan perpindahan-kalor berbentuk tabung. Golongan kedua disebut dengan kondensor kontak (contact condenser), arus pendingin dan arus uap, yang keduanya biasanya adalah air, bercampur secara fisik, dan meninggalkan sebagai satu arus tunggal (McCabe et. al.,1993). 6

19 Menurut Ketaren (1985), bak pendingin (kondensor) adalah suatu alat yang berupa bak atau tabung silinder dan di dalamnya terdapat pipa lurus atau berbentuk spiral yang berfungsi untu mengubah uap menjadi bentuk cair. Kondensor ada dua macam yaitu coil condenser dan tubular condenser. Pengeluarn panas dari uap lebih efektif dengan tubular condenser karena mempunyai permukaan yang lebih luas. d. Separator Alat ini berfungsi untuk memisahkan minyak dari air suling (condensed water). Jumlah volume air suling selalu lebih besar dari jumlah minyak, dalam hal ini diperlukan agar air suling tersebut terpisah secara otomatis dari minyak atsiri. Sebagian besar alat pemisah dirancang menurut rancangan botol Florentine kuno dan sering dinamakan botol Florentine (Guenther, 1948). Campuran dua zat cair yang mempunyai berat jenis berlainan dapat dipisahkan dengan jalan pengendapan. Keadaan ini sering dinamakan pemisahan atau separasi. Aparat tempat melakukan separasi itu biasanya berupa bejana silinder yang sering disebut separator. Bergantung dari tujuan penggunaannya, pada konstruksinya diperhatikan perbandingan antara garis tengah dan ukuran tinggi. Perbandingan ini antara lain tergantung dari kecepatan pengendapan. Separator ada yang bekerja secara kontinu dan diskontinu. Contoh dari separator yang bekerja secara kontinu adalah botol florentina (Beygeyk, 1968). C. DESAIN SEPARATOR Dalam membuat desain sebuah separator maka setidaknya harus diperhatikan beberapa faktor dibawah ini: 1. Densitas (density) Densitas adalah salah satu sifat dari fluida. Densitas didefinisikan sebagai massa (m) dibagi volume (V). Satuan standarnya adalah kg/m 3. Untuk semua tujuan paktis, cairan dianggap bersifat tak-mampu-mampat (incompressible), dengan kata lain volume dan densitas tidak terpengaruh oleh tekanan. Walaupun hal itu tidak sepenuhnya benar, perubahan yang terjadi tidak berarti. Pengaruh dari suhu dan densitas dari cairan bagaimanapun tidak bisa diabaikan karena cairan mengembang dan memadat saat suhu berubah (Darby, 2001). Menurut Mc Cabe et. al.(1993), walaupun densitas fluida bergantung pada suhu dan tekanan, perubahan densitas karena variabel itu mungkin besar dan mungkin pula kecil. Jika densitas itu hanya sedikit terpengaruh oleh perubahan yang agak besar pada 7

20 suhu dan tekanan, maka fluida itu disebut fluida tak-mampu-mampat (incompressible). Akan tetapi, jika densitasnya peka terhadap perubahan variable itu, fluida itu bersifat mampu-mampat (compressible). Beberapa bahan tanaman menghasilkan fraksi minyak yang lebih ringan dari air di awal penyulingan dan fraksi minyak selanjutnya lebih berat dari air karena pertambahan bobot jenis dari fraksi-fraksi minyak (Guenther,1947). Menurut Denny (2001), dasar yang menyebabkan pemisahan jenis minyak apapun dari air adalah perbedaan densitas antara dua cairan tersebut. Saat suhu naik, densitas minyak akan turun lebih cepat daripada penurunan densitas air. Untuk minyak yang lebih ringan daripada air, perbedaan densitas meningkat seiring dengan kenaikan suhu sehingga minyak dan air dapat terpisah lebih cepat. Bahkan untuk minyak yang lebih berat dari air, pemisahan juga akan berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi, meskipun densitas minyak mendekati densitas air. Faktor lain yang juga mempengaruhinya adalah kekentalan air. 2. Laju alir distilat Laju alir didefinisikan sebagai jumlah fluida yang mengalir melalui lokasi tertentu dalam sistem per unit waktu. Karena jumlah fluida dapat dinyatakan sebagai volume dan massa, maka ada dua jenis laju alir yaitu volumetrik dan massa. Laju alir volumetrik adalah volume dari fluida yang melalui penampang melintang dalam unit waktu. Satuan dasarnya adalah m 3 /s. Jika satuan m 3 /s terlalu besar maka digunakan satuan yang lebih kecil yaitu dm 3 /s yang setara dengan liter/second (l/s) (Darby, 2001). Waktu tinggal distilat dalam separator merupakan perbandingan antar laju distilat dengan volume separator. Berdasarkan penelitian terhadap minyak nilam oleh Uzwatania (2009), pada awal penyulingan waktu tinggal distilat dalam separator lebih singkat karena tingginya laju distilat pada saat itu. Oleh sebab itu, minyak yang terpisah harus segera dikeluarkan dari separator karena minyak yang tersuling pada awal cukup banyak dan mencegah minyak bercampur lagi dengan air. Minyak dan air kadang-kadang tidak segera terpisah di dalam alat pemisah minyak, terutama jika perbedaan antara bobot jenis air dan minyak relatif kecil. Distilat tidak boleh mengalir terlalu cepat, dan gerakan turbulen harus dicegah atau dengan kata lain tabung pemisah harus cukup besar agar minyak dapat memisah dari air secara sempurna sehingga butiran minyak tidak terbawa oleh air. Aliran distilat secara merata dan kontinyu diperoleh dengan cara memasang corong yang panjang ke 8

21 dalam labu pemisah dan ujung corong di dalam bejana dibengkokan ke arah atas. Dengan demikian aliran distilat dari kondensor langsung ke corong tanpa meng ganggu lapisan minyak. Minyak akan keluar dari corong, naik ke atas atau turun ke dasar tabung pemisah. Jika corong tersebut tidak dipasang, maka distilat dari kondensor akan menetes langsung ke permukaan minyak, dan tetesan minyak ini akan berdispersi dengan air membentuk suspensi. Jika bobot jenis minyak mendekati bobot jenis air, maka minyak harus dikeluarkan secepat mungkin sampai batas lapisan minyak-air untuk menghindari agitasi dari kedua media tersebut (Guenther, 1948). 9

22 III. METODOLOGI A. BAHAN DAN ALAT 1. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1) Nilam kering yang berasal dari Kabupaten Kuningan. Nilam segar yang terdiri dari bagian daun dan batang tanaman ini dikeringkan dengan cara dijemur di bawah sinar matahari selama 1-2 hari hingga mencapai kadar air ± 10% (wb). Sebelum disuling, nilam terlebih dahulu dirajang dengan ukuran ± 10 cm menggunakan golok atau kapak. 2) Xylene teknis untuk menguji kadar air nilam dengan metode Bindwell-Sterling 2. Alat a. Evaluasi Kinerja Separator IKM Peralatan yang digunakan dalam mengevaluasi kinerja separator IKM terdiri dari peralatan untuk proses penyulingan nilam yang meliputi ketel suling, kondensor, dan separator. A B C Gambar 1. Skema peralatan penyulingan minyak nilam IKM: (A) Ketel Suling, (B) Kondensor, ( C) Separator 1. Ketel Suling Ketel suling yang digunakan berbentuk silinder dengan diameter 150 cm dan tinggi 287 cm. Kedalaman ruang bahan baku adalah 182 cm dari ujung atas ketel sedangkan bagian yang tersisa di bawahnya adalah ruang untuk air kukusan. 10

23 Volume total ketel adalah 5071,7 liter sedangkan yang dapat diisikan bahan adalah 3216,2 liter. Ketel ini terbuat dari bahan besi yang bagian dalamnya dilapisi lembaran aluminium. Tutup ketel dilengkapi dengan 24 mur dan baut. Di dalam ketel terdapat saringan yang berfungsi untuk memisahkan bahan baku nilam dengan air kukusan. Saringan ini terbuat dari besi dan bersifat tidak permanen sehingga bisa dilepas untuk memudahan pembersihan. Pipa penghubung antara ketel dengan kondensor terletak di bagian samping atas ketel. 2. Kondensor Kondensor yang digunakan adalah jenis kondensor spiral berbentuk persegi panjang. Panjang total pipa ini dari ketel sampai separator adalah 60 meter dengan panjang spiral adalah 48 meter. Kondensor ini terbuat dari bahan stainless steel. Bak kondensor terbuat dari semen dengan ukuran panjang 6 meter, lebar 5 meter, dan kedalaman 1 meter. 3. Separator Separator adalah alat yang berfungsi untuk memisahkan minyak dari air yang terdapat dalam distilat berdasarkan perbedaan densitas antara keduanya. Minyak yang mempunyai densitas lebih besar dari air akan mengapung sedangakan minyak yang densitasnya lebih kecil akan tenggelam. Separator yang digunakan di IKM ini didesain untuk memisahkan minyak nilam yang mempunyai densitas lebih besar dari air. Separator IKM ini terdiri dari tiga bagian. Separator utama terbuat bahan aluminium berbentuk tabung. Di bagian tengah separator ini dipasang sebuah plat dari seng yang membagi separator menjadi dua bagian sama besar mulai dari atas dan menyisakan celah di bagian bawah. Celah ini dibuat untuk mengatur jalannya fluida dalam separator agar menuju ke saluran air buangan. Distilat akan jatuh pada ruang pertama separator sehingga minyak yang tersuling akan terkumpul di permukaan ruang pertama. Separator kedua dan ketiga terbuat dari ember yang diberi pipa sebagai saluran air buangan. Bentuk pipa saluran air buangan separator dua dan tiga sama seperti separator satu serta terbuat dari bahan PVC. Gambar 2 separator utama dapat dilihat di bawah ini. 11

24 Ruang II Ruang I Gambar 2. Separator Utama IKM b. Analisis Kinerja Separator Prototipe Pada saat analisis kinerja separator prototipe dilakukan, sudah terjadi penggantian peralatan penyulingan karena IKM ini mendapatkan bantuan dari Departemen Perindustriann berupa satu set alat suling sistem uap.. Dengan adanya alat baru ini maka alat penyulingan lama dibongkar dan tidak digunakan lagi. Kondisi untuk masing-masing bagiannya dijabarkan di bawah ini. a. Boiler Boiler yang digunakan adalah jenis pipa api.. Di bagian bawah boiler terdapat enam belas lubang berbentuk silinder yang masuk sampai bagian penampung air. Masing-masing lubang berdiameter 2 inch. Lubang ini adalah pipa api yang berfungsi untuk menambah luas permukaan pemanasan sehingga steam lebih cepat dihasilkan. Boiler ini terbuat dari bahan besi sedangkan tungku pembakaran terbuat dari batu bata. Diameter silinder tangki air adalah 70 cm dengan panjang 170 cm. Boiler ini dilengkapi dengan 2 manometer/pressure gauge boiler untuk mengontrol tekanan dalam boiler. Kapasitas maksimal masing-masin manometer adalah 10 bar gauge. Gambar boiler ini dapat dilihat pada Lampiran 5 b. Ketel Suling Ketel suling yang digunakan dalam analisis kinerja prototipe separator ini memiliki kapasitas yangg lebih kecil dari ketel suling sebelumnya. Ketel yang digunakan berjumlah 2 buah. Masing-masing ketel memiliki diameter 96 cm dengan 12

25 tinggi 152 cm. Ketebalannya adalah 4 mm dan terbuat dari bahan stainless steel. Kapasitas maksimal untuk bahan baku nilam dalam kondisi kering normal (kadar air ±10%) adalah 112 kg. Steam dialirkan secara seri dari boiler ke kedua buah ketel. Pipa masuk steam ke ketel berada tepat di tengah bagian alas ketel. Pipa keluar steam terletak tepat di tengah tutup ketel. Steam dari masing-masing ketel akan dialirkan ke kondensor yang juga terdapat dua buah. c. Kondensor Kondensor yang terdapat pada alat penyulingan ini adalah jenis multi tubular. Masing-masing ketel suling mempunyai satu kondensor yang dipasang di sebelahnya. Diameter selongsong (shell) sebesar 30 cm dan tingginya 149 cm. Diameter pipa distilat dalam kondensor sebesar 1,25 inch. Distilat yang keluar dari kedua kondensor disalurkan pada satu pipa untuk dialirkan ke separtor. Gambar kondensor ini dapat dilihat pada Lampiran 5. d. Separator Separator yang digunakan adalah separator prototipe. Dapat dilihat pada Gambar 3 di bawah ini A B 15 cm D 47,6 cm E C A 60 cm 15 cm 55 cm Gambar 3. Prototipe Separator Keterangan A. Corong masuknya distat B.Tutup kaca C.Silinder dalam D. Saluran air buangann (overflow) E. Pipa keluar minyak 13

26 Selain itu juga diperlukan peralatan pengukuran dalam proses penyulingan yang terdiri dari: 1. Termometer alkohol untuk mengukur suhu distilat dan suhu air pendingin 2. Thermometer digital untuk mengukur suhu pemisahan minyak nilam dan air pada separator 1 dan 2 3. Thermometer infrared untuk mengukur permukaan ketel suling 4. Pompa air untuk mengalirkan air ke bak kondensor dan ke dalam ketel suling 5. Stopwatch untuk menghitung waktu dalam pengukuran laju distilat dan laju air pendingin 6. Gelas ukur 1 L untuk mengukur laju destiat 7. Kain monel untuk memisahkan minyak dengan air Peralatan dalam analisis di laboratorium 1. Piknometer untuk penentuan bobot jenis minyak 2. Alcoholmeter untuk uji kadar patchouli alcohol (PA) 3. Clavanger untuk uji kadar minyak nilam 4. Aufhauser untuk uji kadar air nilam B. LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di penyulingan rakyat skala IKM (Industri Kecil Menengah) milik Bapak H.Tarsa di Desa Sumurwiru, Kecamatan Cibeureum, Kabupaten Kuningan Jawa Barat. Analisis laboratorium dilakukan di laboratorium Teknologi Kimia Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fateta, IPB. Penelitian dilakukan dari bulan Agustus 2009 sampai Januari C. METODE PENELITIAN 1. Evaluasi Kinerja Separator UKM Penelitian pendahuluan bertujuan untuk mengetahui profil proses penyulingan dan mengevaluasi kinerja separator di UKM yang diteliti. Dua faktor yang digunakan yaitu suhu distilat dan laju distilat dengan respon berupa kehilangan (loss)minyak atsiri. Data yang diperoleh pada penelitian ini akan dijadikan acuan untuk melaksanakan penelitian selanjutnya. Tahapan pelaksanaan penelitian pendahuluan ini adalah sebagai berikut : 14

27 a. Analisa Kadar Air dan Kadar Minyak Analisa kadar air bertujuan untuk memeriksa kadar air nilam kering sebelum penyulingan serta menentukan kadar minyak daun nilam basis kering. Prosedur analisa kadar air dapat dilihat pada Lampiran 1. Analisa kadar minyak ditujukan untuk mengetahui jumlah kandungan minyak sebenarnya yang terdapat dalam nilam. Prosedur analisa kadar minyak dapat dilihat pada Lampiran 1. b. Proses Penyulingan Data-data proses penyulingan adalah data inti dalam tahap ini yang akan digunakan sebagai acuan tahap penelititan selanjutnya. Pengambilan data dilakukan setiap 30 menit. Parameter yang diukur selama proses penyulingan berlangsung adalah: 1) Lama penyulingan, ditentukan dengan melihat perolehan minyak selama proses penyulingan berlangsung 2) Bobot bahan baku, penghitungan dilakukan dengan memasukkan bahan baku nilam ke dalam karung-karung plastik dan menimbangnya sebelum dimasukkan ke dalam ketel. 3) Suhu dalam ketel, pengukuran suhu dilakukan dengan thermometer infra red yang diarahkan ke dinding ketel 4) Debit air pendingin, pengukuran dilakukan dengan cara menghitung waktu yang dibutuhkan untuk mangalirkan 10 L air melalui flowmeter 5) Suhu air pendingin yang keluar dan masuk bak kondensor, pengukuran dilakukan dengan thermometer batang 6) Laju distilat, pengukuran dilakukan dengan menampung air buangan separator dalam gelas ukur 1 L selama 20 detik 7) Suhu distilat, pengukuran dilakukan dengan thermometer batang 8) Suhu pemisahan air dan minyak dalam separator, pengukuran dilakukan dengan thermometer digital. 9) Massa minyak atsiri hasil penyulingan, pengukuran dilakukan dengan menggunakan timbangan 15

28 c. Kehilangan (Loss) Minyak Dalam menghitung kehilangan minyak, digunakan alat bantu berupa busa (spon). Alat ini mempunyai kemampuan untuk menangkap butiran minyak yang masih terdapat dalam air buangan separator 1 dan 2 yang masuk ke dalam separator 2 dan 3. Selain itu, busa juga digunakan untuk mengambil minyak yang masih terendapkan di dasar separator satu. Langkah-langkah menghitung kehilangan minyak di masingmasing separator adalah sebagai berikut: 1. Separator 1 1) Siapkan sebuah spon yang telah bersih dari minyak 2) Ciduk lapisan minyak yang telah terbentuk pada permukaan separator satu hingga seluruh lapisan minyak habis 3) Letakkan sebuah spon lain tepat di tempat jatuhnya distilat agar minyak yang ada dalam distilat tidak membentuk lapisan minyak di permukaan air dan terkumpul di spon 4) Masukkan spon yang telah bersih dari minyak ke dasar separator lalu sapukan ke seluruh permukaan alasnya 5) Angkat lalu peras spon di atas corong yang telah dilapisi kain monel 6) Tampung minyak yang terpisahkan lalu hitung volumenya 7) Lakukan sampling setiap dua jam 2. Separator 2 dan 3 1) Bersihkan separator 2 dan 3 dari lapisan minyak yang terkumpul di permukaan air dan yang mengendap di dasar separator sebelum proses penyulingan dimulai 2) Siapkan sebuah wadah berlubang yang di dalamnya terdapat spon bersih untuk menyerap minyak dalam air buangan separator sebelumnya 3) Gantungkan wadah tersebut pada pipa air buangan separator sebelumnya. 4) Tambahkan spon lain di permukaan air separator untuk menyerap minyak yang tidak mampu diserap lagi oleh separator dalam wadah berlubang. 5) Peras semua spon di atas corong yang telah dilapisi kain monel 6) Tampung lalu hitung volume minyak yang terkumpul 7) Lakukan sampling setiap 2 jam 16

29 2. Perancangan dan Konstruksi Prototipe Separator Prototipe separator dirancang oleh Hari Soesanto, S.TP, mahasiswa program S2 Teknologi Industri Pertanian (TIP) Institut Pertanian Bogor, yang berada dalam proyek penelitian yang sama dengan penulis. Tahap perancangan prototipe separator dilakukan setelah mendapatkan data-data lapang mengenai kondisi proses dari tahap sebelumnya yaitu evaluasi kinerja separator IKM. Dua faktor utama yang menjadi acuan adalah laju distilat dan suhu distilat. Prototipe separator ini dilengkapi sebuah silinder dalam yang terletak tepat di bagian tengah. Sisi lingkaran bawah silinder ini menempel dengan alas separator sedangkan sisi lingkaran lainnya terbuka dan menghadap ke atas. Bagian atas separator terbuat dari kaca untuk memudahkan memantau jumlah minyak. Ujung bagian kaca dibuat semakin menyempit untuk memperkecil bidang kontak antara air dan minyak sehingga memudahkan dalam proses pengumpulan minyak. 3. Analisis Kinerja Prototipe Separator Prosedur dalam melakukan analisis kinerja prototipe separator sama dengan evaluasi kinerja separator IKM tetapi pada tahap ini separator 3 tidak digunakan lagi. Percobaan ini dilakukan secara bersama dengan Hari Soesanto, S.TP sehingga sebagian data yang diperoleh digunakan secara bersama pula. 17

30 V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN Kinerja separator IKM masih rendah karena masih menghasilkan loss minyak yang tinggi. Kisaran loss minyak separator IKM yaitu 2,11 % sampai dengan 4,53 % pada laju distilat rata-rata sebesar 2 liter/menit. Desain separator juga kurang baik dan tidak mendukung minyak untuk cepat berpisah dari air. Bahan konstruksi separator utama IKM menggunakan aluminium dan seng yang merupakan logam yang tidak sesuai standar untuk separator. Masih dibutuhkan alat bantu berupa busa dan gayung dalam penggunaan separator. Terdapat kecenderungan hubungan yang berbanding lurus antara besarnya laju distilat dengan loss serta hubungan yang berbanding terbalik antara suhu distilat dengan loss. Berdasarkan uji densitas, partikel minyak yang terhitung sebagai loss mempunyai densitas yang tinggi 0,992 gr/ml dan menandakan banyak mengandung fraksi berat minyak nilam. Air buangan separator berwarna kekuning-kuningan yang berarti masih ada minyak yang terlarut di dalamnya. Prototipe separator memiliki kinerja yang sangat baik. Analisis kinerja prototipe separator menghasilkan loss minyak yang sangat kecil pada laju distilat yang juga rendah. Kisaran loss minyak prototipe separator yaitu 0,09% sampai dengan 0,24 % pada laju distilat rata-rata sebesar 1,12 liter/menit. Pada suhu distilat 35 o C sampai dengan 46 o C terdapat kecenderungan penurunan loss minyak pada prototipe separator. Air buangan prototipe separator jauh lebih jernih daripada air buangan separator IKM. Sudah tidak lagi dibutuhkan alat bantu berupa busa dan gayung dalam penggunaan separator. B. SARAN Perlu ada perbaikan dalam desain separator IKM dengan mempertimbangkan kondisi operasi terutama suhu dan laju distilat untuk mengurangi loss Perlu ada penelitian lanjutan untuk menentukan suhu distilat maksimal yang terbaik untuk pemisahan minyak dan air serta masih terhindar dari reaksi hidrolisis. 40

31 DAFTAR PUSTAKA Beygeyk, K. van, dan Liedekerken, Ing. A. J Teknologi Proses Jilid I. Diterjemahkan oleh B. S. Anwir PT Bhrata Karya Aksara. Jakarta Cook, T.M. dan D.J. Cullen Industri Kimia Operasi Aspek-Aspek Keamanan dan Kesehatan. Penerbit PT. Gramedia, Jakarta Darby, Ron Chemical Engineering and Fluids Mechanics. Marcel Dekker, Inc., New York. Denny, E.F.K Field Distilation for Herbaceous Oils. Denny, McKenzie Associate, Lylidale. Tasmania Guenther, E Miynak Atsiri. Diterjemahkan oleh Semangat Ketaren Direktorat Jenderal Tinggi. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Ketaren, S Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. Balai Pustaka, Jakarta Haris, R Tanaman Minyak Atsiri. Penebar Swadaya. Jakarta Luthony, T.L. dan Y. Rahmayati Produksi dan perdagangan Minyak Atsiri. Penebar Swadaya, Jakarta. McCabe, Waren L., Julian C. Smith dan Peter Harriot Operasi Teknik Kimia Jilid I. Erlangga, Jakarta Mustofa, A Perbaikan Mutu Minyak Nilam. dalam Prosiding Seminar Minyak Atsiri. Balai Penelitian Kimia, Bogor Panjaitan, Leonard Kajian Tahanan Gesekan Tumpukan Nilam Terhadap Aliran Udara Serta Profil Suhu Tumpukan Pada Penyulingan Dengan Metoda Air Dan Uap. Skripsi. FATETA-IPB, Bogor Rahendas, F Poses Pemucatan Minyak Nilam Menggunakan Bentonit Teraktivasi Asam. Skripsi. FATETA-IPB, Bogor Rusli, S. dan Hasanah, M Cara Penyulingan Daun Nilam Mempengaruhi Rendemen dan Mutu Minyaknya. Pemberitaan LPTI 24: 1-7 Santoso, H.B Bertanam Nilam Bahan Industri Wewangian. Kanisius. Yogyakarta Sastrohamidjojo, H Kimia Minyak Atsiri. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta 41

32 Sudaryani, T. dan Sugiharti, E Budidaya dan Penyulingan Nilam. Penebar Swadaya, Jakarta Suryani, et al Panduan Cara Memproduksi yang Baik (GMP) Minyak Nilam. Direktorat Jenderal Industri Kecil dan Menengah. Departemen Perindustrian, Jakarta SNI Standar Minyak Nilam. SNI: O Jakarta Tasma, IM dan A. Hamid Pembudidayaan Nilam Secara Menetap, p dalam Prosiding Minyak Atsiri I. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Industri. Uzwatania, F Analisis Kinerja dan Efisiensi Energi Prototipe Alat Penyulingan untuk Industri Kecil Minyak Nilam. Skripsi. FATETA. IPB. Bogor Widiahtuti, Ivon Uji Kinerja dan Efisiensi Energi Prototipe Alat Penyulingan Minyak Nilam. Skripsi. FATETA-IPB, Bogor. 42

33 42

34 Lampiran 1. Prosedur analisa kadar air dan kadar minyak 1) Kadar Air Nilam Kering Prinsip : Air dalam jaringan tanaman diekstrak dengan cairan yang saling tidak melarut sehingga membentuk dua fasa. Prosedur: Metode pengukuran kadar air yang digunakan adalah Bindwell-Sterling. Sebanyak 10 gram bahan dimasukkan ke dalam labu berukuran 500 ml, dan ditambahkan 200 ml toluen sampai bahan terendam. Lalu labu dipasangkan pada aufhauser yang dilengkapi dengan pendingin tegak (kondensor) dan didihkan selama 1 jam sampai semua air dalam bahan tersuling. Jika jumlah air tdiak bertambah lagi, maka penyulingan dihentikan. Volume air yang tersuling dapat dibacapada skala yang terdapat pada aufhauser. Perhitungan: kadar air % Volume air ml Bobot Contoh gr x 100% 2) Kadar Minyak Prinsip: Penentuan kadar minyak nilam dalam bahan dilakukan dengan menyuling nilam kering denan menggunakan alat penyulingan air skala laboratorium. Sebanyak 50 gram bahan dimasukkan dalam labu berukuran 1 liter, kemudian ditambahkan air sebanyak 3-6 kali bobot bahan (sampai seluruh contoh terendam). Selanjutnya labu dipasangkan pada clavenger yang dilengkapi dengan pendingin (kondensor). Penyulingan dilakukan selama 6 jam. Setelah penyuingan selesai, dibiarkan beberapa saat supaya air dan minyak terpisah, lalu dilakukan pengukuranvolume minyak yang tersuling. Perhitungan kadar minyak adalah sebagai berikut: Kadar minyak % V bk x 100% Keterangan: V = volume minyak atsiri (ml) Bk = bobot contoh (1- kadar air (% wb)) 43

35 3) Rendemen Prinsip: Rendemen minyak dihitung berdasarkan perbandingan antara volume minyak yang dihasilkan dari penyulingan dengan berat bahan yang disuling dan dinyatakan dalam satuna persen. Perhitungan: Rendemen minyak % Bobot Minyak gr Bobot Bahan gr x 100% Rendemen minyak % Bobot Minyak gr Bobot Bahan 1 kadar air % wb gr x 100% 44

36 Lampiran 2. Prosedur Penentuan Bobot Jenis (SNI ) Prinsip : Metode ini didasarkan pada perbandingan antara berat minyak pada suhu yang ditentukan dengan berat air pada volume air yang sama dengan volume minyak pada suhu tersebut. Peralatan : Neraca analitik, penangas air yang dipertahankan pada suhu 25 ºC ± 0,2 ºC, piknometer berkapasitas 10 ml, dan termometer yang telah distandarkan. Prosedur/ pelaksanaan pengujian : Piknometer dicuci dan dibersihkan kemudian dibasuh berturut-turut dengan etanol dan dietil eter. Bagian dalam piknometer dikeringkan dengan arus udara kering dan sisipkan tutupnya. Piknometer dibiarkan di dalam lemari timbangan selama 30 menit dan timbang (m). Piknometer diisi dengan air suling yang telah dididihkan terlebih dahulu pada suhu 20 ºC, sambil menghindari adanya gelembung-gelembung udara. Piknometer dicelupkan ke dalam penangas air pada suhu 20 ºC ± 0,2 ºC selama 30 menit. Penutupnya disisipkan dan piknometernya dikeringkan. Piknometer dibiarkan di dalam lemari timbangan selama 30 menit, kemudian timbang dengan isinya (m1). Piknometer dikosongkan dan dicuci dengan etanol dan dietil eter, kemudian dikeringkan dengan arus udara kering. Piknometer diisi dengan contoh minyak dan hindari adanya gelembung-gelembung udara. Piknometer dicelupkan kembali ke dalam penangas air pada suhu 20 ºC ± 0,2 ºC selama 30 menit. Tutupnya disisipkan dan piknometer dikeringkan. Piknometer dibiarkan di dalam lemari timbangan selama 30 menit dan timbang (m2). Penyajian hasil uji : dimana : m = massa dalam gram, piknometer kosong m1 = massa dalam gram, piknometer berisi air pada suhu 25 ºC m2= massa dalam gram, piknometer berisi contoh pada suhu 25ºC 45

37 Lampiran 3. Data lapang evaluasi kinerja separator IKM Percobaan: 1 Jam Pertama: RM : 308 Kg Hari/tanggal: Rabu, 5 Ramadhan 1430 /26 Agustus 2009 Jam Kedua: Yield : 3,4 Kg Menit ke- Laju Destilat (ml/menit) T Destilat (ºC) T Separator (ºC) loss minyak (ml) t Volume (ml) Q S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 (s) ,5 39, ,6 36,35 34, ,5 42,5 41, ,25 43,25 41,85 41, ,75 42,75 41, , ,75 44, ,35 46, , ,75 47, ,7 45,7 47 7,4 25 0, , ,5 43,9 43, ,85 44, ,5 47, ,1 45, ,5 46, , , , ,1 47, ,9 29 1,6 Rata-rata 2308,80 47,05 46,00 45,13 44,74 44,44 44,05 10,30 89,00 6,70 Total 106,00 46

38 Percobaan: 2 Jam Pertama: RM : 316 Kg Hari/tanggal: Kamis, 6 Ramadhan 1430 / 27 Agustus 2009 Jam Kedua: Yield : 3,65 Kg Laju Destilat (ml/menit) T Destilat (ºC) T Separator (ºC) loss minyak (ml) Menit t ke- Volume (ml) Q S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 (s) , ,1 36, ,05 40, , ,3 41, , ,6 43, , ,5 43, ,7 42, ,55 41, ,75 42, ,15 43, , ,15 43, ,15 43, ,5 43, ,2 44, ,5 46, , ,1 47, ,65 47, ,15 50, , ,55 55, ,1 30 1,2 Rata-rata 2429,12 48,32 46,44 44,71 46,66 44,36 43,76 5,10 120,00 8,90 Total 134,00 47

39 Percobaan: 3 Jam Pertama: RM : 312 Kg Hari/tanggal: Sabtu, 8 Ramadhan 1430 Jam Kedua: Yield : 6 Kg / 29 Agustus 2009 Menit ke- Laju Destilat (ml/menit) T Destilat (ºC) T Separator (ºC) loss minyak (ml) t Volume (ml) Q S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 (s) , ,65 44, ,1 47, ,45 48, , ,9 46, ,55 45, ,75 44, ,5 44, , ,2 41, ,8 42, ,5 41, ,35 41, , ,35 41, ,55 42, ,9 43, ,9 43, ,2 38 2,1 510 Rata-rata 2039,06 46,44 46,03 44,50 45,84 44,29 43,63 3,20 138,00 10,70 Total 151,90 48

40 Percobaan: 4 Jam Pertama: RM : 328 Kg Hari/tanggal: Ahad, 9 Ramadhan 1430/ 30 Agustus 2009 Jam Kedua: Yield : 4,25 Kg Laju Destilat (ml/menit) T Destilat (ºC) T Separator (ºC) loss minyak (ml) Menit t ke- Volume (ml) Q S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 (s) , ,85 47, ,25 49, , ,3 50, , ,5 48, , ,5 47, ,85 45, ,95 45, ,5 44, , , ,45 42, , ,2 45, ,4 43, , ,8 43, , ,9 40, , ,55 40,1 39 4,7 18 0,9 510 Rata-rata 1981,88 46,66 45,94 45,19 46,29 45,10 44,19 4,70 120,00 8,80 Total 133,50 49

41 Percobaan: 5 Jam Pertama: RM : 330 Kg Hari/tanggal: Selasa, 11 Ramadhan 1430 / 1 September 2009 Jam Kedua: Yield : 4,75 Kg Menit ke- Laju Destilat (ml/menit) T Destilat (ºC) T Separator (ºC) loss minyak (ml) Volume t (s) Q S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 (ml) ,85 39, ,45 43, ,75 45, ,85 46, , , ,2 45, ,9 45, ,4 46, , ,3 45, , ,45 47, ,45 48, ,15 48, ,55 52, , ,2 52, ,3 52, ,6 49, ,6 31 0,5 540 Rata-rata 2295,9 49,688 48,344 47,063 48,525 47,116 46,063 4,60 142,00 7,10 Total 153,70 50

42 Percobaan: 6 Jam Pertama: RM : 354 Kg Hari/tanggal: Rabu, 12 Ramadhan 1430 / 2 September 2009 Jam Kedua: Yield : 5,3 Kg Laju Destilat (ml/menit) T Destilat (ºC) T Separator (ºC) loss minyak (ml) Menit Volume ke- t (s) Q S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 (ml) ,25 42, ,6 43, ,7 42, , ,9 41, ,1 41, ,05 46, ,05 46, , ,25 43, ,15 45, ,05 49, ,8 47, ,7 46, , ,05 48, ,05 48, , ,5 18 0,5 540 Rata-rata 2056,9 48,25 46,594 44,938 46,813 44, ,50 114,00 7,00 Total 125,50 51

43 Percobaan: 7 Jam Pertama: RM : 325 Kg Hari/tanggal: Kamis, 13 Ramadhan 1430/ 3 September Jam Kedua: Yield : 4,05 Kg Laju Destilat (ml/menit) T Destilat (ºC) T Separator (ºC) loss minyak (ml) Menit Volume ke- t (s) Q S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 (ml) ,5 39, ,6 39, ,3 39, , ,35 38, , ,15 40, ,5 41, , ,8 41, ,1 40, ,4 44, ,6 44, , ,95 46, ,35 44, ,5 45, ,95 45, ,6 44, ,4 59 1,3 540 Rata-rata 1711,8 45,176 44,088 42,235 43,871 41,862 41,235 4,40 148,00 4,70 Total 157,10 52

44 Percobaan: 8 Jam Pertama: RM : 331 Kg Hari/tanggal: Sabtu, 15 Ramadhan 1430/ Jam Kedua: Yield : 4,25 Kg 5 September 2009 Menit ke- Laju Destilat (ml/menit) T Destilat (ºC) T Separator (ºC) loss minyak (ml) t Volume (ml) Q S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 (s) ,45 40, ,6 43, ,15 40, ,1 40, , ,25 41, ,65 40, ,8 40, ,3 39, , ,35 38, ,65 38, , , ,8 41, , ,95 41, ,1 42, ,5 42, ,6 540 Rata-rata 2029,7 43,5 42,563 41,25 42,678 40,884 40,438 5,00 178,00 9,60 Total 192,60 53

45 Percobaan: 9 Jam Pertama: RM : 282 Kg Hari/tanggal: Ahad, 16 Ramadhan 1430/ Jam Kedua: Yield : 4,4 Kg 6 September 2009 Menit ke- Laju Destilat (ml/menit) Volume t (ml) (s) T Destilat (ºC) T Separator (ºC) loss minyak (ml) Q S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S ,4 36, ,95 40, ,9 45, ,85 44, ,7 46, , ,7 47, ,2 46, ,7 47, , ,75 43, ,4 46, ,75 46, ,7 47, ,85 46, ,6 47, ,05 49, ,15 50, ,6 28 1,3 540 Rata-rata 1892,8 49,031 47,813 45,938 47,978 45,744 44,938 5,60 94,00 5,10 Total 104,70 54

46 Percobaan: 10 Jam Pertama: RM : 282 Kg Hari/tanggal: Selasa, 18 Ramadhan 1430/ 8 September 2009 Jam Kedua: Yield : 3,6 Kg Menit ke- Laju Destilat (ml/menit) T Destilat (ºC) T Separator (ºC) loss minyak (ml) t Volume (ml) Q S1 S2 S3 S1 S2 S3 S1 S2 S3 (s) ,5 33, ,1 41, ,1 41, ,4 43, , ,4 43, ,1 43, ,4 44, ,5 45, , ,85 43, , ,85 43, , ,95 44, ,1 44, ,1 44, ,7 51 0, Rata-rata ,214 45,286 43,143 45,168 42,95 42,071 0,70 73,00 2,40 Total 76,10 55

47 Rekapitulasi data lapang evaluasi kinerja separator IKM Percobaan ke- Bobot Nilam(KG) Rendemen Rata-rata laju Destilat Rata-rata suhu Destilat Loss Minyak Kg % (wb) % (db) ml/menit l / jam l / kg jam S1 S2 S3 S1 S2 S3 ml % (v/w) ,4 1,10 1,23 2,31 138,53 0,500 47,05 46,00 45,13 10,30 89,00 6,70 106,00 3, ,65 1,16 1,28 2,43 145,75 0,512 48,32 46,44 44,71 5,10 120,00 8,90 134,00 3, ,92 2,14 2,04 122,34 0,436 46,44 46,03 44,50 3,20 138,00 10,70 151,90 2, ,25 1,30 1,44 1,98 118,91 0,403 46,66 45,94 45,19 4,70 120,00 8,80 133,50 3, ,75 1,44 1,60 2,30 137,76 0,464 49,69 48,34 47,06 4,60 142,00 7,10 153,70 3, ,3 1,50 1,66 2,06 123,41 0,387 48,25 46,59 44,94 4,50 114,00 7,00 125,50 2, ,05 1,25 1,38 1,71 102,71 0,351 45,18 44,09 42,24 4,40 148,00 4,70 157,10 3, ,25 1,28 1,43 2,03 121,78 0,409 43,50 42,56 41,25 5,00 178,00 9,60 192,60 4, ,4 1,56 1,73 1,89 113,57 0,447 49,03 47,81 45,94 5,60 94,00 5,10 104,70 2, ,6 1,28 1,42 1,76 105,30 0,415 47,21 45,29 43,14 0,70 73,00 2,40 76,10 2,11 Rata-rata 316,73 4,37 1,38 1, ,09 123,01 0,43 47,13 45,91 44,41 4,81 121,60 7,10 133,51 3,10 Kadar Air Rata-rata = 10% 56

48 Lampiran 4. Data lapang analisis kinerja prototipe separator Percobaan: 1 Jam Pertama: RM : 231,5 Kg Hari/tanggal: Senin, 4 Jan 2010 Yield : 2,45 Kg Menit Laju Destilat (ml/menit) T Destilat ( C ) T Separasi ( C ) Loss S2 ke- V (ml) t (s) Q S1 S2 S1 (ml) , , Rata-rata 1225,38 46,23 40,31 46,69 Total 2,1 loss (%) 0,

49 Percobaan: 2 Jam Pertama: RM : 272 Kg Hari/tanggal: Selasa, 5 Jan 2010 Yield : 2 Kg Menit Laju Destilat (ml/menit) T Destilat ( C ) T Separasi ( C ) Loss S2 ke- V (ml) t (s) Q S1 S2 S1 (ml) , , , , , Rata-rata 1009,85 35,53 34,24 39,35 Total 3,3 loss (%) 0,165 58

50 Percobaan: 3 Jam Pertama: RM : 321,5 Kg Hari/tanggal: Rabu, 6 Jan 10 Yield : 2,650 Kg Menit Laju Destilat (ml/menit) T Destilat ( C ) T Separasi ( C ) Loss S2 ke- V (ml) t (s) Q S1 S2 S1 (ml) , , Rata-rata 1072,50 40,88 34,44 43,44 Total 4,2 loss (%) 0,

51 Percobaan: 4 Jam Pertama: RM : 285 Kg Hari/tanggal: Rabu, 6 Jan 10 Yield : 4.0 Kg Menit Laju Destilat (ml/menit) T Destilat ( C ) T Separasi ( C ) Loss S2 ke- V (ml) t (s) Q S1 S2 S1 (ml) , Rata-rata 1224,00 44,29 36,88 42,56 Total 4,7 loss (%) 0,

52 Percobaan: 5 Jam Pertama: RM : 307 Kg Hari/tanggal: Kamis, 7 Jan 10 Yield : 2.8 Kg Menit Laju Destilat (ml/menit) T Destilat ( C ) T Separasi ( C ) Loss S2 ke- V (ml) t (s) Q S1 S2 S1 (ml) , Rata-rata 1037,31 49,43 37,43 44,00 Total 6,8 loss (%) 0,

53 Percobaan: 6 Jam Pertama: RM : 321 Kg Hari/tanggal: jumat, 8 Jan 10 Yield : 2.65 Kg Menit Laju Destilat (ml/menit) T Destilat ( C ) T Separasi ( C ) Loss S2 ke- V (ml) t (s) Q S1 S2 S1 (ml) , Rata-rata 1125,00 38,44 34,25 36,19 Total 5,5 loss (%) 0,208 62

54 Rekapitulasi data lapang analisis kinerja protoipe separator Percobaan RM (Kg) Kadar Air (%) RM (Kg) (db) Rendemen Kadar Rata2 suhu Rata2 laju Destilat Loss Minyak Minyak Destilat Suhu Separator Kg % (db) % (wb) (%) (ml/menit) l/jam l/ kg jam S1 S2 ml % 1 231,5 20,79 183,38 2,45 1,34 1,06 1, ,23 77,05 0,33 46,23 40,31 46,69 2,1 0, ,06 206,56 2 0,97 0,74 1, ,79 62,87 0,23 35,53 34,24 39,35 3,3 0, ,5 37,71 200,26 2,65 1,32 0,82 1, ,33 63,20 0,20 40,00 34,56 43,72 4,2 0, ,38 135,72 4 2,95 1,40 1, ,67 71,20 0,25 44,00 36,94 42,56 4,7 0, ,78 181,80 2,8 1,54 0,91 1, ,06 60,72 0,20 47,94 37,82 45,59 6,7 0, ,96 170,27 2,65 1,56 0,83 1, ,00 67,50 0,21 38,44 34,25 36,19 5,5 0,208 Rata-rata 289,67 37,11 179,66 2,76 1,61 0,96 1, ,18 67,09 0,24 42,02 36,35 42,35 4,42 0,16 63

55 Lampiran 5. Peralatan penyulingan IKM saat evaluasi kinerja separator IKM Ketel suling Kondensor Separator 64

56 Lampiran 5. Peralatan penyulingan IKM saat analisis kinerja prototipe separator x Boiler Ketel suling dan kondensor Prototipe separator 65