LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATAN ALAT SPRAY DRYER UNTUK ZAT WARNA ALAMI TIPE KONTINYU BERLAWANAN ARAH MENGGUNAKAN UDARA PANAS.

Transkripsi

1 LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATAN ALAT SPRAY DRYER UNTUK ZAT WARNA ALAMI TIPE KONTINYU BERLAWANAN ARAH MENGGUNAKAN UDARA PANAS Disusun oleh : 1. Bambang Wahyu S. I Hanung Sakti H. I Julia Eka Kartika I Yuanita Kristiani I PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

2

3

4 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT ynag telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan (TA) ini dengan baik. Laporan ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Progam Diploma III Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik. Dengan selesainya ini dan tersusunnya laporan ini, maka kami menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Sunu H Pranolo, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik. 2. Bapak Bregas STS, S.T., M.T., selaku Ketua Progam Studi Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik 3. Bapak Ir.Paryanto,M.S selaku Dosen Pembimbing Progam Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 4. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu terselesainya ini. Untuk pengembangan laporan kearah lebih baik, kritik dan saran atas laporan ini sangat kami harapkan. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penyusun maupun pembaca yang memerlukannya. Surakarta, Juli 2012 Penyusun iv

5 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR KONSULTASI iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI. v DAFTAR GAMBAR vii DAFTAR TABEL... viii INTISARI. ix BAB I PENDAHULUAN. 1 A. Latar Belakang B. Perumusan Masalah... 2 C. Tujuan... 2 D. Manfaat...3 BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka B. Kerangka Pemikiran BAB III METODE PEMBUATAN DAN PENGUJIAN 18 A. Bahan yang Digunakan B. Lokasi C. Spesifikasi Alat D. Cara Kerja BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil B. Pembahasan BAB V PENUTUP v

6 A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA.. 31 LAMPIRAN vi v

7 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tray Dryer Gambar 2.2 Rotary Dryer Gambar 2.3 Spray Dryer Gambar 2.4 Pohon Mahoni...12 Gambar 2.5 Pohon Soga Jambal...14 Gambar 2.6 Pohon Tegeran...16 Gambar 4.1 Rangkaian Alat Spay Dryer...21 Gambar 4.2 Tangki Pengering Gambar 4.3 Cyclone...23 Gambar 4.4 Serbuk mahoni...24 Gambar 4.5 Serbuk tegeran...25 Gambar 4.6 Serbuk Jambal...25 Gambar 4.7 Aplikasi Zat Warna dari Kulit Kayu Mahoni Gambar 4.8 Aplikasi Zat Warna dari Kayu Tegeran...26 Gambar 4.9 Aplikasi Zat Warna dari Kayu Jambal...26 commit vii to user

8 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil Pembuatan Serbuk dari ekstrak mahoni Table 4.2 Hasil Pembuatan Serbuk dari Ekstrak Tenger Tabel 4.3 Hasil Pembuatan Serbuk dari ekstrak Jambal...24 commit viii to user

9 BAMBANG WAHYU S, HANUNG SAKTI H, JULIA EKA KARTIKA, YUANITA KRISTIANI, LAPORAN TUGAS AKHIR MANUFACTURE EQUIPMENT SPRAY DRYER FOR DYE NATURAL WITH UNIDIRECTIONAL CONTINUOUS TYPES BY USING HOT AIR PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA. Dye powder is produced from natural materials such as mahogany leather, tegeran wood and jambal wood leather. And then materials dried with a tool called spray dryer. Extract of the dye dissipated in a dryer tank with hot air blown by certain temperature so that evaporation occurs until the dye solution turned into dust particles and fall be dye powder. Experiments performed on the appliance spray dryer by feeding 500 ml mahogany extract containing 3.79 grams extract of dye in the tank temperature is 120 C and temperature of heater is 250 C, with time for about 60 minutes continuously. In these experiments produce as much as 3.28 grams of powder. And experiment for other materials, on tegeran wood contained of dye 3.06 grams of produce as much as 2.74 grams of powder, and then jambal wood leather, contained of dye 2.39 grams of produce as much as 2.05 grams of powder. In the application of the dye was done by using immersion dyeing with the same amount two times dipping in the dye powder that has been diluted with water in comparison concentration 1:30, 1:50 and 1:70. And the best results are obtained on immersion dyeing with 1:50 ratio. To lock the color that does not fade during washing process performed by using fixation process with tunjung leaf (FeSO4), alum and lime. Of the three kinds of fixation mentioned the best result was obtained using lime because the result inclined not change from the step before fixation. From the experiment results for several types of materials are leather of mahogany, wood of tegeran and leather of jambal wood, each of the yield obtained

10 for the mahogany leather of 86.54%, and yield of wood tegeran obtained by 89.54% and yield to jambal material obtained by 85.77%.

11 BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Seiring kemajuan teknologi dengan ditemukannya zat warna sintetis maka penggunaan zat warna alami semakin terkikis. Pewarna sintetis mempunyai keuntungan yang nyata dibandingkan pewarna alami yaitu mempunyai warna yang lebih mencolok,lebih seragam,dan lebih praktis dalam penggunaanya,akan tetapi di dalam zat warna sintetis ini banyak terdapat logam yang berbahaya bagi lingkungan. Untuk itu sebagai upaya untuk menggangkat kembali penggunaan zat warna alam maka dilakukan pengembangan zat warna alam dengan melakukan eksplorasi sumber-sumber zat warna alam. Zat warna alami adalah zat warna (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan, hewan atau sumber-sumber mineral. Zat warna ini telah sejak dahulu digunakan untuk pewarna tekstil, makanan,dan kosmetik,sampai sekarang umumnya penggunaannya dianggap lebih aman dari pada zat warna sintetis. Keuntungan zat warna alami dibanding dengan zat warna sintetis adalah zat warna alami lebih ramah lingkungan karena tidak beracun dan tidak mencemari lingkungan. Zat warna alam pada umunya diperoleh dari tumbuhan antara lain kunyit (Curcuma), kesumba (Bixa orellana), mahoni (Swietenia mahogani), kayu tegeran (Cudraina javanensis), kulit soga jambal (Pelthophorum ferruginum) dan daun jati (Tectona grandis sp). Salah satu kendala pewarnaan dengan menggunakan zat warna alam adalah kesulitan dalam hal pengemasan dan penyimpanan zat warna alam. Ketika zat warna alam disimpan terlalu lama zat warna akan menjamur dan membusuk. Untuk menanggulangi masalah tersebut dalam penyimpanan zat warna alami yang biasanya disimpan dalam bentuk cair zat warna alami dapat disimpan dalam bentuk serbuk. Pembuatan serbuk zat warna alami dengan cara 1 commit 1 to user

12 2 mengeringkan ekstrak zat warna alami dengan salah satu alat pengering yaitu spray dryer. Spray dryer adalah jenis alat pengering yang menggunakan metode penghamburan larutan suspensi atau pasta yang dikontakkan dengan udara pengering secara langsung. B. PERUMUSAN MASALAH Spray dryer dapat digunakan untuk membuat serbuk dari berbagai macam ekstrak zat warna alam, misalnya ekstrak kayu mahoni, biji kesumba, kayu secang, dan lain-lain. Pada pembuatan alat spray dryer ini bahan yang digunakan adalah stainless steel dan sebagai sampel adalah ekstrak dari kayu mahoni. Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, maka permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut : 1. Bagaimana pembuatan alat pengering zat warna alami (spray dryer) tipe kontinyu searah dengan menggunakan pemanas udara, dengan pemasukan dan pengeluaran secara kontinyu. 2. Bagaimana unjuk kerja spray dryer yang diperoleh untuk menghasilkan serbuk zat warna alami dan hasil pengaplikasianya pada kain. C. TUJUAN Tujuan tugas akhir ini adalah : 1. Membuat alat pengering zat warna alami (spray dryer) tipe kontinyu searah dengan menggunakan pemanas udara, dengan pemasukan dan pengeluaran secara kontinyu. 2. Menghasilkan serbuk zat warna alami dan aplikasinya. 2

13 3 D. MANFAAT Pembuatan rangkaian alat ini diharapkan dapat memperoleh manfaat sebagai berikut : 1. Mahasiswa dapat menambah wawasan dan keterampilan dalam mengaplikasikan disiplin ilmu Teknik Kimia yang didapat terutama tentang proses pengeringan pada alat spray dryer. 2. Masyarakat dapat memanfaatkan serbuk zat warna alam yang telah dihasilkan. 3

14 BAB II LANDASAN TEORI A. TINJAUAN PUSTAKA A.1 Pengertian Pengeringan Pengeringan adalah pengambilan cairan dari suatu bahan padatan yang lembab dengan cara menguapkan cairan tersebut dan membuang uap yang terbentuk. Karena memerlukan panas, proses ini disebut pengeringan termal. Setiap pengeringan termal ditandai oleh adanya perpindahan panas dan massa yang berlangsung bersamaan (Bernasconi,dkk., 1995). A.2 Perpindahan Panas Pada Pengeringan Kuantitas panas yang diperlukan untuk pengeringan terdiri atas : - Panas untuk memanaskan bahan yang dikeringkan hingga mencapai suhu pengeringan. - Panas penguapan untuk mengubah cairan ke fase uap. - Panas yang hilang ke lingkungan. Panas diberikan pada bahan yang akan dikeringkan dengan konduksi, konveksi atau radiasi. Pertukaran panas dapat terjadi secara langsung atau tidak langsung. Media pemanas yang digunakan antara lain udara dan steam. a. Pengeringan Konveksi Panas yang diperlukan dipindahkan secara langsung ke bahan yang akan dikeringkan oleh suatu gas panas (biasanya udara). Dalam hal ini bahan yang akan dikeringkan dapat dikontakkan dengan udara panas menurut cara yang berbeda-beda misalnya fluidisasi dan penghamburan (spray). Suatu pertukaran panas yang baik dapat tercapai, bila antar udara panas dan bahan yang dikeringkan terdapat selisih kecepatan yang besar. Udara panas tidak hanya digunakan untuk memanaskan bahan basah, tetapi juga untuk menyerap dan mengeluarkan uap yang terjadi. Oleh 4

15 5 karena itu pada saat memasuki alat pengering, udara harus sekering mungkin (daya serap udara terhadap uap jenuh lebih besar pada suhu yang lebih tinggi). Selama berlangsungnya proses pengeringan, udara panas berubah menjadi dingin (panas diberikan pada bahan yang dikeringkan). b. Pengeringan Konduksi Panas yang dibutuhkan diberikan kepada bahan dengan penghantaran panas tak langsung. Dalam hal ini bahan yang dikeringkan diletakkan pada permukaan yang telah dipanasi (misalnya dalam drum dryer, lemari pengering vakum) atau dilewatkan melalui permukaan serupa itu satu kali ataupun berulang-ulang (misalnya dalam alat disk dryer, alat pengering kerucut ganda, alat pengering serok). Pengeringan konduksi sesuai untuk pasta-pasta, untuk bahan yang berbentuk granular atau yang berupa cairan dengan viskositas yang rendah. Pengeringan kontak biasanya dilakukan dalam kondisi vakum. Pada tekanan yang rendah, titik didih cairan menjadi turun, sehingga bahan-bahan yang peka terhadap suhu, yang mudah terbakar atau yang mudah terdegradasi juga dapat dikerjakan. c. Pengeringan Radiasi Panas yang diperlukan dipindahkan secara langsung sebagai radiasi inframerah dari suatu sumber panas ke bahan yang akan dikeringkan. Untuk memindahkan kuantitas panas yang besar temperatur radiasi harus tinggi ( o C), dengan suhu tersebut waktu pengeringan dapat menjadi singkat (Bernasconi, dkk., 1995). A.3. Teori Pengeringan Fase Cair Pada pengeringan fase cair ini bahan yang akan dikeringkan dihamburkan dengan menggunakan nozzle. Nozzle merupakan alat hambur dalam spray dryer yang digunakan untuk mendapatkan kabut-kabut cairan,

16 6 suspensi atau pasta yang sehomogen mungkin. Nozzle digunakan untuk mengubah fase kontinyu menjadi discret, dari bentuk cairan menjadi potongan-potongan cairan (padatan) atau kabut. a. Nozzle Bertekanan Atomisasi nozzle bertekanan yaitu dengan menekan cairan di bawah tekanan yang tinggi dan dengan putaran pipa kecil yang terus menerus. Tekanan antara kpa/m2, tergantung pada derajat atomisasi, kapasitas dan peralatan. Diameter pipa nozzle mempunyai ukuran antara 0,25-0,4 mm tergantung pada tekanan yang diinginkan untuk memberikan kapasitas dan derajat yang diinginkan. b. Nozzle Dua Aliran Nozzle dua aliran tidak beroperasi secara efisien sehingga tidak dapat digunakan untuk aliran dengan kapasitas besar. Keuntungan dari nozzle dua aliran mampu beroperasi pada tekanan yang relatif rendah yaitu antara kpa/m2, selama mengatomisasi cairan tekanannya tidak lebih dari 700 kpa/m2. Cairan diatomisasi dalam bentuk steam atau udara. c. Nozzle Cakram Sentrifugal Nozzle cakram sentrifugal mengatomisasi cairan dengan memperluasnya dalam lembaran tipis dengan kecepatan yang tinggi dari sekeliling cakram. Diameter cakram berkisar antara 5 cm dalam skala kecil sampai 35 cm untuk pengering tanaman. Kecepatan putaran cakram antara rad/menit. Keuntungan dari atomisasi cakram sentrifugal adalah mampu mengatomisasi suspensi atau campuran yang mengkikis dan menyumbat nozzle (Perry, 1999).

17 7 A.4. Alat Pengeringan A.4.1. Kriteria Pemilihan Alat Pengering Disamping pertimbangan ekonomi, pemilihan alat pengering juga ditentukan oleh faktor-faktor berikut : - Kondisi bahan yang dikeringkan (bahan padat alat pengering juga pasta, suspensi). - Sifat-sifat bahan yang dikeringkan (misalnya apakah menimbulkan bahaya kebakaran, ketahanan panas, bersifat oksidasi). - Jenis cairan yang terkandung dalam bahan yang dikeringkan (air, pelarut organik, bahan mudah terbakar, korosif, beracun). - Kuantitas bahan yang dikeringkan. - Operasi kontinyu atau tidak kontinyu (Bernasconi, dkk., 1995). A.4.2. Jenis Alat Pengering 1. Tray Dryer (alat pengering rak) Alat pengering berbentuk persegi dan didalamnya berisi rak-rak yang digunakan sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan. Udara pengering dihasilkan dari blower yang dihembuskan melewati heater untuk memanaskan udara yang selanjutnya dialirkan menuju rak-rak yang didalamnya berisi bahan yang akan dikeringkan.tray dryer cocok digunakan untuk bahan yang berbentuk padat dan butiran. Alat ini sering digunakan untuk produk yang jumlahnya tidak terlalu besar. Lama pengeringan dengan tray dryer selama menit.

18 8 Gambar II. 1 Tray dryer 2. Rotary Dryer Pengering kontak langsung yang beroperasi secara kontinyu, terdiri atas silinder yang berputar perlahan, biasanya dimiringkan beberapa derajat dari bidang horizontal untuk membantu perpindahan umpan basah yang dimasukkan pada atas ujung drum. Bahan yang akan dikeringkan umumnya diumpankan dari bagian atas silinder dan bahan yang kering menuju ke bagian bawah silinder. Rotary dryer umumnya digunakan untuk bahan padat dan butiran. Gambar II. 2 Rotary dryer

19 9 3. Spray Dryer Padatan dan cairan yang dipompakan dihamburkan ke dalam media pengering. Area spesifik yang luas dari partikel kecil mengikuti aliran larutan untuk dipekatkan dengan cepat, kemudian berubah menjadi serbuk. Produk kering dan udara pengering dihilangkan pada bagian bawah menara pengering an produk dipisahkan di dalam siklon pemisah. Spray dryer digunakan untuk mengeringkan bahan jenis larutan, suspensi dan pasta (Brown, 1955). Gambar II. 3 spray dryer A.6. Zat Warna Alami Zat warna alami adalah zat warna yang diperoleh dari alam atau tumbuhan baik secara langsung maupun tidak langsung. Secara tradisional zat warna alami diperoleh dengan ekstraksi atau perebusan tanaman yang ada disekitarnya. Bagian-bagian tanaman yang dapat digunakan untuk zat warna alami antara lain kulit, ranting, daun, akar,bunga,biji, atau getah. Zat warna alami mempunyai efek warna yang indah dan khas, sehingga masih banyak orang yang menyukainya dan merupakan pendukung produk-produk eksklusif dan bernilai seni tinggi, namun pewarnaan ini melalui proses yang lama, sehingga produksinya tidak banyak dalam kurun waktu tertentu.

20 10 Beberapa contoh zat warna alami yang biasa digunakan untuk mewarnai makanan (Nur Hidayat dan Elfi Anis, 2006), yaitu : KAROTEN, menghasilkan warna jingga sampai merah. Biasanya digunakan untuk mewarnai produk-produk minyak dan lemak seperti minyak goreng dan margarin. Dapat diperoleh dari wortel dan pepaya. BIKSIN, memberikan warna kuning seperti mentega. Biksin diperoleh dari biji pohon Bixa orellana yang terdapat di daerah tropis dan sering digunakan untuk mewarnai mentega, margarin, minyak jagung dan salad dressing. KARAMEL, berwarna coklat gelap dan merupakan hasil dari hidrolisis (pemecahan) karbohidrat, gula pasir, laktosa dan sirup malt. Karamel terdiri dari 3 jenis, yaitu karamel tahan asam yang sering digunakan untuk minuman berkarbonat, karamel cair untuk roti dan biskuit, serta karamel kering. Selain sebagai pemanis, gula kelapa juga membrikan warna merah kecoklatan pada minuman. KLOROFIL, menghasilkan warna hijau,diperoleh dari daun-daunan. Penggunaan paling banyak pada makanan. Pigmen klorofil banyak terdapat pada daun-daunan, misanya daun suji dan daun pandan. Selain sebagai penghasil warna hijau juga memiliki harum yang khas. ANTOSIANIN, penghasil warna merah, orange,ungu dan biru. Banyak terdapat pada bunga dan buah-buahan seperti bunga mawar, pacar air, kembang sepatu,bunga kana, krisan dan buah apel,ceri,anggur, strawberri. KURKUMIN, berasal dari kunyit sebagai salah satu bumbu dapur sekaligus pemberi warna kuning. Zat warna alami yang umumnya digunakan untuk pewarna batik antara lain : 1. Kayu Mahoni (Swietenia mahogani).

21 11 Pohon mahoni selama ini dikenal sebagai penyejuk jalanan atau sebagai bahan untuk membuat segala bentuk furniture. Berdasarkan penelitian di laboratorium,pohon mahoni (Swietenia mahogany),termasuk pohon yang bisa mengurangi polusi udara sekitar 47-69%. Mahoni merupakan tanaman yang berasal dari Hindia barat dan Afrika, dapat tumbuh subur bila tumbuh dipasir payau dekat dengan pantai. Mahoni dikelompokkan menjadi dua, mahoni berdaun kecil (Switenia mahogany Jacq.) dan mahoni berdaun besar (Swietenia macrophylla King). Keduanya termasuk kedalam keluarga Meliaceae. Sifat ekologis yang sangat penting untuk membedakan Switenia mahogani dari Swietenia macrophylla yaitu kemampuan tumbuh didaerah kering. Jenis ini secara alami dijumpai pada iklim dengan curah hujan tahunan mm. Pohon mahoni selalu hijau sampai semi hijau, tinggi mencapai m. Penyebarannya dengan biji, setelah umurnya antara 7-8 tahun mahoni sudah mulai berbunga. Kulit abu-abu dan halus ketika masih muda,berubah menjadi coklat tua, membumbung (beralur) dan mengelupas setelah tua. Daun bertandan,licin,tidak berbulu,panjang cm majemuk menyirip dengan 2-4 pasang daun. Daun bulat telur,ujung lancip,panjang 5-6 cm, lebar 2-3 cm hijau tua,licin,tidak berbulu. Bunga berkelamin tunggal, kecil, putih, panjang 8-15 cm malai ramping. Benih berwarna coklat yang panjangnya 4-5 cm. Kotiledon berada pada dua pertiga panjang sisi benih. coklat yang panjangnya 4-5 cm. Kotiledon berada pada dua pertiga panjang sisi benih.

22 12 Gambar II.4 Pohon Mahoni Sistematika Tumbuhan Mahoni Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan mahoni diklasifikasikan sebagai berikut, Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledoneae Bangsa : Rutales Suku : Meliaceae Marga : Swietenia Jenis : Swietenia mahagoni Jacq Nama umum/dagang : Mahoni Habitus : Pohon, tahunan, tinggi 5-25 m Batang : Tegak, berkayu, ujung cabang berbulu, putih kotor. Daun : Majemuk, menyirip genap, bulat telur, ujung dan pangkal runcing,tepi rata,panjang 3-15 cm, masih muda merah setelah tua menjadi hijau Bunga : Majemuk, dalam karangan, di ketiak daun, ibu tangkai bunga silindris,kuning kecoklatan, benang sari melekat pada mahkota, kepala sari putih, kuning kecoklatan.

23 13 Buah : Kotak, bulat telur, berlekuk lima, coklat Biji : Pipih, hitam atau coklat Akar : Tunggang, coklat 2. Kulit Soga Jambal (Pelthophorum Ferruginum) Soga (Peltophorum pterocarpum) adalah nama pohon penghasil bahan pewarna batik yang penting. Tumbuhan ini termasuk ke dalam suku polongpolongan (Fabaceae, atau Leguminosae). Soga hidup di lingkungan tropis dengan 1 3 bulan kering (kemarau) di hutan hujan atau vegetasi pantai dengan musim kemarau yang jelas, atau di lingkungan sabana berpohon, dengan kisaran curah hujan antara mm pertahun. Soga juga dapat tumbuh hingga ketinggian m.secara alami menyebar luas mulai dari Srilanka, Asia Tenggara, Kepulauan Nusantara, hingga ke Papua Nugini. Dalam agroforestri, soga ditanam sebagai pohon peneduh, penahan angin, pengikat nitrogen, serta sebagai pupuk hijau. Soga juga ditanam sebagai tanaman pengisi di hutan-hutan tanaman jati dan mahoni. Di samping itu, daun-daunnya bisa dimanfaatkan sebagai pakan ternak dan bunga-bunganya di India menghasilkan serbuk sari untuk budidaya lebah. Pohon soga jambal biasanya berukuran sedang (tinggi hingga sekitar 30 m), namun terkadang bisa mencapai 50 m gemang batang hingga 70 cm. Pepagan tebal, hingga 15 mm.daun majemuk menyirip berganda, 6 16 inci panjangnya, dengan 5 11 pasang sirip daun penumpu kecil bentuk garis, lekas tanggal. Anak daun 9 20 pasang pada sirip yang tengah; lonjong, 0,5 0,7 0,3 inci, ujungnya melekuk atau meruncing kecil, pangkalnya sangat tak simetris; agak seperti kertas, sisi bawah atau kedua-dua permukaan berambut amat halus.perbungaan bentuk malai terminal, tegak, besar, hingga 18 inci; dengan sumbu berambut beledu cokelat kemerahan, dan daun pelindung yang lekas gugur. Diameter kuntum bunga sekitar 1,5 inci; mahkota kuning menggelombang, berambut cokelat di

24 pangkalnya; benangsari kuning belerang dengan serbuksari berwarna jingga. Buah polong cokelat merah keunguan, 2,5 5,5 1 inci, berisi 1 5 biji 14 Gambar II.5 Pohon Soga Jambal Sistematika Tumbuhan Sogo Jambal Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan Sogo Jambal diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisi : Magnoliophyta Sub divisi : Fabales Kelas : Magnoliopsida Bangsa : Fabaceae Suku : Caesalpinioideae Marga : Peltophorum Jenis : P. pterocarpum Nama umum/dagang : Soga Jambal Habitus : Pohon, tahunan, tinggi m

25 15 Daun: Menyirip berganda, 6 16 inci panjangnya, dengan 5 11 pasang sirip; daun penumpu kecil bentuk garis, lekas tanggal. Anak daun 9 20 pasang pada sirip yang tengah; lonjong, 0,5 0,7 0,3 inci, ujungnya melekuk atau meruncing kecil, pangkalnya sangat tak simetris; agak seperti kertas, sisi bawah atau kedua-dua permukaan berambut amat halus. Bunga :Perbungaan bentuk malai terminal, tegak, besar, hingga 18 inci dengan sumbu berambut beledu cokelat kemerahan, dan daun pelindung yang lekas gugur. Diameter kuntum bunga sekitar 1,5 inci mahkota kuning menggelombang, berambut cokelat di pangkalnya benangsari kuning belerang dengan serbuksari berwarna jingga. Buah polong cokelat merah keunguan, 2,5 5,5 1 inci, berisi 1 5 biji. 3. Pohon Tegeran Tegeran adalah tumbuhan dengan panjang batang dapat mencapai 10 m, menggantung pada tumbuhan lain tapi tidak merambat. Permukaan batang kasar dan berduri. Percabangan tidak teratur, menggantung, melingkar pada tumbuhan lain atau pada tumbuhannya sendiri, merupakan semak-semak yang berduri. Daun tunggal letaknya di atas duri-duri dari cabang. Helaian daun bundar telur sampai bundar telur terbalik, ujung tumpul, pangkal runcing, tepi rata. Bunga tunggal kecil terdapat di ketiak daun atau di ujung batang, buah berbentuk buah batu. Soga tegeran tumbuh di hutan-hutan dataran rendah tropika pada ketinggian ± 100 m dpl. Tumbuhan ini terdapat di Jawa (Barat, Tengah, Timur), Madura, di hutan-hutan Kalimantan dan Sulawesi. Kayu tengeran menghasilkan warna kuning yang bisa digunakan sebagai pewarna alami.

26 16 Gambar II.6 Pohon Tegeran Sistematika Tumbuhan Sogo Jambal Sistematika tumbuhan tengeran. Dalam sistematika ( taksonomi ) tmbuhan tengaran diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisi : Magnoliophyta Sub divisi : Fabales Kelas : Magnoliopsida Bangsa : Fabaceae Suku : Caesalpinioideae Family : Moraceae Jenis : Cudrania Species : javanensis

27 17 B. KERANGKA PEMIKIRAN Alat ini menggunakan tangki berbentuk silinder yang terbuat dari stainless steel. Tangki ini digunakan sebagai tempat pengeringan. Alat ini terdiri dari valve yang digunakan untuk mengatur keluar aliran larutan yang dikabutkan atau dihamburkan oleh nozzle, termometer, penyedia udara panas untuk mengeringkan ekstrak zat warna dan komponen yang digunakan untuk menekan ekstrak zat warna agar dapat dikabutkan Studi literatur/ pustaka tentang spray dryer Studi literatur tentang spray dryer yang dirancang oleh angkatan 2007 Merancang pembuatan alat spray dryer Fabrikasi peralatan yang dibutuhkan untuk menyempurnakan alat spray dryer Menguji kerja spray dryer tipe kontinyu searah Mengaplikasikan serbuk yang dihasilkan Menyusun laporan

28 BAB III METODE PEMBUATAN DAN PENGUJIAN A. Bahan yang digunakan adalah sebagai berkut : a. Bahan Utama 1. Plat Galvanis 2. Aluminium 3. Seng 4. Bahan baku ekstrak zat warna 5. Selang benang B. Lokasi Pembuatan alat spray dryer berupa menara pengering dan cyclone dikerjakan oleh bengkel mesin Somin yang beralamatkan di Pucang Sawit, Surakarta. Tempat yang digunakan untuk pelaksanaan kegiatan penyempurnaan dan pengujian alat dilakukan di Laboratorium Aplikasi Teknik Kimia. C. Spesifikasi Alat 1. Nozzle Fungsi : menyemprotkan larutan umpan menjadi partikel-partikel kecil. 2. Heater Daya : 350 watt Fungsi : Sumber panas 3. Hair dryer Daya :350 watt Fungsi : meniup udara panas 4. Cyclone Fungsi : memisahkan partikel padatan dengan uap pembawanya 18

29 19 5. Tangki pengering Fungsi: sebagai tempat pengeringan D. Cara kerja 1. Mengekstraksi Zat Warna a. Menimbang kulit kayu mahoni sebanyak 500 gram kemudian menambahkan 5 liter air. b. Mengekstrak kulit mahoni dengan menggunakan alat ekstraktor zat warna sambil dilakukan pengadukan dengan pengaduk tipe paddle. c. Pengekstrakan dilakukan selama 1 jam hingga larutan menjadi lebih pekat. d. Memisahkan padatan dengan ekstrak dengan cara penyaringan. 2. Menentukan kadar padatan a. Menimbang sampel hasil pemekatan zat warna sebanyak 10 ml dan memasukkan ke dalam cawan. b. Memasukkan cawan ke dalam oven. c. Mengatur suhu oven sekitar 90 o C d. Mengoven selama 30 menit sekali. e. Memasukkan hasil oven kedalam desikator selama 5 menit kemudian menimbang dan mencatat perubahan massa ekstrak zat warna. f. Memasukkan kembali cawan ke dalam oven g. Mengulangi cara kerja diatas hingga berat zat warna konstan. 3. Cara pengoperasian alat spray dryer a. Merangkai alat dan menyiapkan hasil ekstrak. b. Memasukkan ekstrak zat warna sebanyak 1 liter ke dalam tangki pengkabut, kemudian tangki diberi udara tekan yang berasal dari kompresor hingga tekanannya menjadi 0,4 mpa. c. Menyalakan elemen pemanas dan hair dryer untuk menaikkan suhu udara pemanas dalam menara pengering.

30 20 d. Menyalakan rangakian pemanas namun tidak mengalirkan ekstrak zat warna karena diperlukan suhu yang tinggi dan konstan sebelum dilakukan proses pengeringan. e. Mengatur kran atau bukaan kran pada tangki pengkabut agar kabut larutan dapat menyemprot dengan efisien sehingga diperoleh serbuk yang berkualitas baik dan tidak hangus. 4. Menentuka efisiensi alat a. Menghitung panas yang diserap untuk menguapkan air pada bahan. b. Menghitung panas yang dilepaskan udara pemanas. Efisiensi alat = panas yang diserap panas yang dilepaskan 100%

31 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Rangkaian alat overall Gambar IV.1 Rangkaian Alat Spray Dryer Keterangan gambar : 1. Kompresor udara 6. Nozzle (alat penghambur ) 2. Tangki pengkabut 7. Tangki pengering 3. Kaleng pemanas 8. Cyclone 4. Elemen pemanas 5. Dryer 21

32 Tangki Pengering Tinggi Diameter Tebal : 60 cm : 30 cm : 0,1 cm Gambar IV.2. Tangki Pengering

33 Cyclone Tinggi : 40 cm Diameter : 10 cm Tebal : 0,1 cm Diameter pipa masuk : 5 cm Gambar IV.3 Cyclone

34 4.1.4 Data Percobaan Tabel IV.1 Hasil pembuatan serbuk dari ekstrak Mahoni Proses ekstraksi bahan/pelarut (g/ml) Volume ekstrak (ml) Kandungan zat warna dlm ekstrak g/500ml Suhu heater ( C) Suhu tangki ( C) Waktu pengeringan Jumlah serbuk(g) 50/ , menit 3,28 gram 24 Tabel IV.2 Hasil pembuatan serbuk dari ekstrak teger Proses ekstraksi bahan/pelarut (g/ml) Volume ekstrak (ml) Kandungan zat warna dlm ekstrak g/500ml Suhu heater ( C) Suhu tangki ( C) Waktu pengeringan Jumlah serbuk(g) 50/ , menit 2,74 Tabel IV.3 Hasil pembuatan serbuk dari ekstrak jambal Proses ekstraksi bahan/pelarut (g/ml) Volume ekstrak (ml) Kandungan zat warna dlm ekstrak g/500ml Suhu heater ( C) Suhu tangki ( C) Waktu pengeringan Jumlah serbuk(g) 50/ , menit 2, Hasil aplikasi serbuk zat warna pada kain batik Gambar IV.4 serbuk mahoni

35 25 Gambar IV.5 serbuk teger Gambar IV.6 serbuk jambal Hasil dari pencelupan kain batik Gambar IV.7 Aplikasi zat warna dari kayu mahoni

36 26 Gambar IV.8 Aplikasi Zat warna dari kayu teger Gambar IV.9 Aplikasi zat warna dari kayu jambal Hasil percobaan Kapasitas total tangki pengering : 50 Liter Diameter tangki : 30 cm Tebal bahan : 0,1 cm % padatan bahan baku : 0,82 % % kehilangan padatan : 13,45 % Kecepatan laju alir udara panas : ml/detik Panas yang diserap : 68,65 cal/detik Panas yang dilepaskan : 131,65 cal/detik Efisiensi alat : 52,15% Jumlah serbuk yang diperoleh : 3,28 g/500ml

37 Pembahasan Pengeringan ekstrak zat warna dari kayu mahoni dilakukan dengan menggunakan alat spray dryer. Ekstrak zat warna diperoleh dengan merebus bahan dengan menggunakan pelarut air. Perebusan dilakukan selam 1 jam. Setelah itu disaring untuk memisahkan padatan dengan ekstrak zat warna. Hasil ekstrak yang sudah disaring lalu dimasukkan ke tangki ekstrak untuk selanjutnya dikabutkan di tangki pengering. Spray dryer tersebut menggunakan udara panas untuk mengeringkan ekstrak zat warna menjadi serbuk. Udara panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas dihisap oleh hair dryer untuk dipanaskan lebih lanjut sehingga diperoleh udara panas dengan suhu tinggi yang selanjutnya dihamburkan ke dalam tangki dryer. Dari hasil pengeringan dengan spray dryer didapatkan serbuk kulit kayu mahoni sebesar 3,28 gram, serbuk kayu tegeran sebesar 2,74 gram, dan serbuk kulit kayu jambal sebesar 2,05 gram. Dari hasil percobaan diperoleh efisiensi alat sebesar 52,15 %. Udara panas sebagian hilang ke lingkungan (terbawa oleh udara panas yang keluar dari siklon dan ke dinding tangki pengering). Dari hasil pengeringan ekstrak zat warna kayu mahoni dengan menggunakan pelarut air didapatkan zat warna cokelat berbentuk serbuk. Pengujian ekstrak zat warna pada kain tekstil dilakukan dengan cara melarutkan serbuk zat warna dengn air. Perbandingan campuran berat antara serbuk zat warna dengan air adalah 1:30, 1:50,dan 1:70. Pada perbandingan campuran berat diatas yang paling baik adalah 1:50. Karena warna yang dhasilkan pada perbandingan 1:50 tidak terlalu tua dan tidak terlalu muda. Sehingga dari segi ekonomi dan hasil lebih baik daripada perbandingan 1:30 dan 1:70. Dan selanjutnya kain yang sudah dimordanting ( pori-pori kain dilebarkan) dicelupkan ke dalam larutan zat warna pada masing-masing konsentrasi. Pencelupan dilakukan sebanyak 2x pada masing-masing konsentrasi kemudian dikeringkan. Setelah kering kain difiksasi dengan larutan kapur, tunjung (FeSO 4 ) dan tawas. Tujuan dari fiksasi adalah mengunci warna pada kain sehingga warna kain tidak mudah luntur ketika dicuci. Dari ketiga bahan untuk fiksasi tersebuut

38 28 didapat karakterisktik hasil yang berbeda, yaitu tunjung cenderung membuat warna pada kain menjadi lebih gelap, tawas cenderung memudarkan warna pada kain, dan kapur yang cenderung mempertahankan warna awal kain sebelum dilakukan proses fiksasi.

39 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan Dari percobaan capat diambil kesimpulan antara lain : 1. Spray dryer yang dirancang telah berhasil membuat serbuk pewarna alami dari zat warna alami. 2. Hasil serbuk yang didapat dari 500 ml ekstrak adalah: Hasil serbuk dari ekstrak mahoni sebesar 3,28 gram. Hasil serbuk dari ekstrak tegeran sebesar 2,74 gram Hasil serbuk dari ekstrak jambal sebesar 2,05 gram. 3. Dari percobaan yang telah dilakukan didapat hasil yang paling banyak adalah pada ekstrak mahoni yaitu sebesar 3,28 gram 4. Ada 3 macam proses fiksasi yang dilakukan yaitu dengan menggunakan tunjung (FeSO 4 ), tawas (Al 2 (SO 4 ) 3 ), kapur (CaCO 3 ). 5. Dari ketiga macam fiksasi tersebut didapat hasil dengan karakteristik yang berbeda, yaitu: - Tunjung merubah warna pada kain menjadi lebih gelap - Tawas merubah warna pada kain menjadi lebih muda - Kapur mempertahankan warna pada kain. 6. Dari hasil pencelupan dengan menggunakan perbandingan serbuk dan air sebesar 1:30, 1:50, dan 1:70 didapat hasil terbaik pada pencelupan dengan perbandingan 1:50 dengan hasil warna yang tidak terlalu muda dan tidak terlalu tua 29

40 30 B. Saran 1. Sebaiknya pemanas menggunakan burner yang menggunakan api sebagai sumber panas agar suhu yang dihasilkan dari alat pemanas dapat maksimal dan proses pengeringan dapat lebih efektif. 2. Sebaiknya ditambahkan satu siklon pemisah lagi agar debu serbuk dapat dipsahkan kembali sehingga hasil pengeringan dapat maksimal.