19
B. METODE PENELITIAN
Penelitian ini terdiri dari tiga tahapan yaitu: penelitian pendahuluan, pengujian kinerja peralatan penyulingan, dan Perhitungan. Metode penelitian
yang disajikan dalam diagram alir adalah sebagai berikut.
Gambar 6. Diagram Alir Penelitian.
Metode penelitian secara detail menyajikan informasi sebagai berikut:
1. Penelitian Pendahuluan
Pada penelitian pendahuluan, dilakukan penetapan jenis kayu sehingga dapat diperoleh nilai kalor kayu yang didapat dari literatur.
Dari sampel kayu dilakukan pengujian kadar air kayu. Dari data kadar air kayu, ditetapkan nilai kalor kayu yang digunakan pada penyulingan.
Hasil dari uji pendahuluan ini adalah penentuan parameter perlakuan untuk penelitian utama. Parameter yang ditentukan nilainya
diambil dari referensi untuk kemudian diaplikasikan untuk prototipe ini. Referensi yang digunakan adalah panduan penyulingan minyak pala dari
20
Departemen Perindustrian. Parameter ini diujikan untuk mengetahui tingkat kesesuian dengan operasi prototipe.
Uji coba alat kosong dilakukan dengan cara mensirkulasikan steam ke alat penyulingan minyak sehingga akan diperoleh hasil akhir air
destilat. Selain data laju destilat, diperoleh juga data laju steam dan laju air destilat. Dari bagian boiler didapatkan data waktu untuk menghasilkan
uap dari boiler sehingga bisa diukur kalor yang dihasilkan per satuan waktu.
Pengujian alat ini juga bertujuan untuk mengetahui titik kritis kontrol pada alat ini, sehingga pada uji dengan bahan menjadi lebih
mudah.
2. Pengujian Kinerja Peralatan Penyulingan Terhadap Rendemen
Minyak Pala 2.1. Persiapan Bahan
Bahan penyulingan, yaitu biji pala sebelumnya diukur nilai kadar air, untuk menentukan kadar air awal bahan W
. Dalam pengukuran kadar air didasarkan pada SNI 01-0006-1993 tentang biji pala.
Dasar pengukuran kadar air ini menggunakan pengukuran kadar air rempah. Metode pengukuran kadar air dapat dilihat pada Lampiran
6. Selain pengujian kadar air, bahan juga dilakukan pengukuran
nilai kadar minyak pada biji pala. Standar acuan yang digunakan adalah SNI 01-0006-1993. Pengujian kadar minyak ini digunakan
untuk mendapatkan nilai kadar minyak bahan awal sebelum disuling O
. Selain untuk penentuan parameter awal, kadar minyak pada bahan diharapkan dapat menjadi titik acuan nilai kadar minyak
aktual dalam bahan atau rendemen aktual pada bahan.
2.2. Parameter Pengukuran
Parameter yang akan diukur dalam proses penyulingan yaitu : 1. Massa bahan sebelum penyulingan, perhitungan berat bahan akan
dilakukan menggunakan timbangan kiloan.
21
2. Lama penyulingan, pengukuran lama penyulingan
akan dibandingkan dengan literatur yang ada
3. Volume dan massa minyak atsiri hasil penyulingan berupa fraksi minyak ringan dan fraksi minyak berat, volume dan massa ini
digunakan dalam perhitungan hasil rendemen. 4. Volume air kondensat yang berasal dari boiler setelah melewati
kondensor untuk perhitungan laju alir rata-rata. 5. Penggunaan air pendingin pada kondensor dengan melihat
penggunaan air pada flowmeter dan menghitung kebutuhan air pendingin rata-rata dengan membagi kebutuhan air dengan
kebutuhan waktu. 6. Suhu pada beberapa titik pada sistem penyulingan meliputi suhu
udara, suhu penyulingan, suhu kondensat, suhu air pendingin masuk, suhu air pendingin keluar dan suhu dalam labu
penyulingan. 7. Tekanan yang digunakan pada saat penyulingan minyak meliputi
tekanan yang dihasilkan boiler dan tekanan aktual yang digunakan pada ketel suling.
2.3. Operasi Penyulingan a. Perlakuan Pendahuluan
1. Pengecekan kesiapan alat dengan uji kosong sebelum melakukan penyulingan pada hari sebelumnya.
2. Pengecilan ukuran biji pala kering dengan alat pengecil ukuran dan ditampung dengan karung beras. Pengecilan ukuran bertujuan
mempercepat proses pengekstrakan minyak dari bahan biji pala. Tempat pengecilan ukuran tidak boleh jauh dari tempat
penyulingan untuk mengurangi kehilangan minyak saat tansportasi.
3. Bahan yang telah dikecilkan diambil sampel untuk tiap karung, kemudian dicampur dan diambil sejumlah sampel yang
diperlukan untuk pengujian kadar air dan kadar minyak bahan sebelum disuling.
22
4. Penyiapan kayu bakar dengan mengumpulkan kayu yang sejenis dan ditimbang masing-masing kayu.
5. Pengambilan sampel kayu sejumlah yang diperlukan dari masing- masing jenis kayu untuk diukur kadar airnya. Dari perhitungan
kadar air kayu akan didapatkan nilai kalor kayu.
b. Penyulingan
1. Bahan berupa biji pala yang sudah dihancurkan dimasukkan kedalam ketel bahan sebanyak 100 kg kemudian diratakan sambil
ditekan. Sebelum pengisian bahan tersebut sebelumnya penahan sarangan diletakkan pada sarangan paling bawah. Setelah fraksi
pertama terisi maka sarangan kedua diletakkan dan diberi penahan sarangan lagi. Bahan dimasukkan lagi sejumlah 100 kg
diratakan dan dipadatkan. Untuk fraksi terakhir diletakkan sarangan ketiga dan kemudian diisi bahan sejumlah 100 kg,
sehingga total bahan per batch sebanyak 300 kg. Ketel bahan yang telah terisi pala, siap dimasukkan ke ketel suling dengan
bantuan katrol. Setelah ketel bahan masuk, ketel suling ditutup kemudian dilakukan pengencangan baut.
2. Pengisian boiler dengan air dan penyalaan boiler serta dilakukan pencatatan posisi awal meteran air lama waktu menghasilkan
steam. 3. Tekanan pada ketel suling dijaga konstan 1 atm, dan waktu
penyulingan di tentukan selama 12 jam. Apabila setelah 12 jam masih terdapat minyak, maka penyulingan dilanjutkan sampai
tidak keluar minyak lagi. Minyak setelah 12 jam dibandingkan jumlahnya dengan minyak hasil penyulingan 12 jam
4. Pengambilan sampling suhu serta laju alir destilat tiap jamnya, dari mulai suhu boiler, suhu ketel suling, suhu pada kondensor,
dan suhu destilat. 5. Pada bagian boiler, selalu dicatat fenomena yang terjadi yaitu
perubahan tekanan dan mati hidupnya blower serta waktu terjadinya.
23
6. Penjagaan titik kritis penyulingan yaitu ketel suling selalu dijaga tekanannya sebesar 1 atm gauge selama penyulingan. Suhu
destilat selalu dijaga kisarannya 30 - 35°C. Serta laju alir destilat dijaga agar stabil 150 literjam.
7. Saat penyulingan berakhir dilakukan pengukuran air yang terpakai, air sisa penyulingan, serta pengambilan sampel bahan
setelah disuling untuk diuji kadar air dan kadar minyak. 8. Perhitungan rendemen minyak dan pengujian karakteristik
minyak yang dibandingkan dengan SNI SNI 06-2388-2006 tentang minyak Pala.
Berikut adalah diagram alir penyulingan:
Gambar 7 . Diagram alir Penyulingan
24
c. Pencatatan Data
Pengumpulan Data dicatat 5 orang pencatat yaitu: Pengukuran di boiler, mengukur suhu, tekanan dan mengamati
fenomena pada boiler selama penyulingan dilakukan 1 orang. Pengukuran suhu di pipa penghubung, ketel suling dan kondensor
selama penyulingan dilakukan 2 orang. Pengukuran laju alir dan minyak dilakukan 1 orang.
Pengukuran tekanan dan pengoperasian valve untuk menjaga tekanan 1 kgfcm
2
dilakukan 1orang.
2.4. Hasil Penyulingan
Setelah didapatkan minyak hasil penyulingan, maka dilakukan pengujian terhadap mutu minyak atsiri yang dihasilkan dibandingkan
dengan SNI 06-2388-2006. Pengujian ini merupakan analisis karakteristik meliputi karakteristik yang perlu dianalisis antara lain :
rendemen minyak, kadar air, bobot jenis, indeks bias, putaran optik, bilangan asam, bilangan ester, dan kelarutan minyak atsiri dalam
etanol 90 . Prosedur analisis terdapat pada Lampiran 8.
2.5. Analisis Kinerja Sistem Penyulingan
Analisis kinerja optimal dapat diketahui dengan melihat parameter neraca energi, neraca massa dan penentuan tingkat efisiensi.
2.5.1 Neraca Massa
Neraca massa merupakan kesetimbangan antara input meteri berupa biji pala dan air, yang dibandingkan dengan
output materi berupa air, biji pala bekas suling dan minyak pala. Neraca massa ini diamati dari pengukuran:
1. Kadar air dan kadar minyak bahan yang disuling 2. Kadar air dan kadar minyak bahan setelah disuling
3. Jumlah air yang masuk ke boiler 4. Jumlah minyak yang didapat
5. Laju alir air destilat
25
2.5.2 Neraca Energi
Neraca panas merupakan keseimbangan keseluruhan energi total yang masuk ke sistem penyulingan terhadap yang
yang keluar dari sistem. Hal ini dapat dilihat dengan
pengukuran:
1. Kalor dari jenis kayu yang digunakan 2. Konsumsi bahan bakar dalam satuan massa kering
3. Perpindahan kalor ke fluida berupa steam 4. Distribusi kalor pada sistem
5. Kehilangan kalor dari sistem penyulingan
C. PERHITUNGAN
Kategori