Pengujian kinerja separator skala industri

Berdasarkan Gambar 20, separator prototipe skala industri ini dilengkapi dengan kaca pengamat D yang terbuat dari gelas sehingga operator dapat melihat minyak yang sudah terbentuk pada leher separator. Untuk mengeluarkan minyak melalui kran E, maka dilakukan dengan cara mengatur ketinggian level buangan air distilat melalui pipa pengatur F. Untuk mengontrol kondisi suhu dalam separator agar sesuai dengan kondisi yang diinginkan maka dipantau dengan termometer G. Pada bagian dasar silinder dalam dan silinder luar separator dipasang kran drain H yang berfungsi untuk pembersihan separator.

E. Pengujian kinerja separator skala industri

Separator konvensional yang digunakan IKM minyak nilam rakyat di Kuningan, Jabar diperlihatkan pada Gambar 21. Jenis separator seperti ini lazim juga digunakan IKM minyak nilam dan minya atsiri lainnya di banyak wilayah di Indonesia. Tampak pada Gambar 21a, terdapat tiga buah silinder sebagai separator bertingkat. Separator pertama sebagai tempat pemisahan pertama ketika distilat keluar dari kondensor. Dari separator pertama ini dialirkan air distilat buangan ke separator kedua dan seterusnya sampai separator ketiga. Material separator pertama menggunakan stainless steel sedangkan separator kedua dan ketiga menggunakan bahan plastik. Diameter separator ini tidak lebih dari 35 cm. Kehilangan minyak nilam pada separator konvensional ini berkisar antara 2 vb sampai 4.3 vb pada laju alir rata-rata 2 litermenit. Kehilangan yang besar ini memang terjadi karena separator yang digunakan tidak mampu sepenuhnya memisahkan minyak nilam dan air distilat dengan sempurna. Pada Gambar 21b terlihat bagaimana minyak pada ruang pertama mengalir pula ke ruang kedua walaupun sudah diberi sekat. Kelemahan lain separator konvensional adalah ketidakpraktisannya. Operator kesulitan dalam mengambil minyak pada bagian atas separator. Biasanya digunakan sendok besar dari stainless steel untuk menciduknya. Kemudian sebelum dimasukkan ke dalam kemasan disaring terlebih dahulu dengan kain monel agar kotoran dan air yang masih dapat terpisahkan. Gambar 21 Separator Konvensional IKM Minyak Nilam di Kuningan, Jabar Kelemahan-kelemahan yang terdapat pada separator konvensional tentunya tidak terjadi pada separator prototipe skala industri. Separator prototipe skala industri dirancang untuk dapat memberikan kepraktisan kepada operator dalam mengeluarkan minyak dari separator dan juga meminimalkan jumlah kehilangan yang terjadi. Jika pada separator konvensional jumlah kehilangan yang terjadi bisa mencapai 4.3 vb dari jumlah minyak yang diperoleh, misalkan jika diperoleh 4 kg minyak dari 300 kg daun nilam dalam satu kali penyulingan maka jumlah kehilangannya adalah sebanyak 4.3 x 4 kg = 0.172 liter = 172 ml. Tentunya kehilangan ini sangat tidak diharapkan. Ujicoba kinerja separator prototipe skala industri memberikan nilai kehilangan di bawah 0.2 vb. Hal ini berarti kinerja pemisahan minyak nilam dan air distilat dalam separator prototipe skala industri sesuai dengan rancangan yang diharapkan. Pengujian separator prototipe skala industri dilakukan pada kondisi laju alir distilat yang relatif rendah terhadap dimensi separator sehingga memungkinkan kecepatan air bergerak turun b a c di silinder luar lebih rendah daripada kecepatan minyak bergerak naik dalam silinder dalam. Profil kehilangan minyak nilam yang terjadi pada separator prototipe skala industri disajikan pada Gambar 22. y = 5823.7x -2.8675 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 35 37 39 41 43 45 47 49 Suhu pemisahan Celcius = X K e h ila n g a n = Y Gambar 22 Hubungan suhu pemisahan dengan kehilangan yang terjadi pada separator prototipe skala industri Berdasarkan Gambar 22 terlihat bahwa suhu pemisahan mempengaruhi jumlah kehilangan yang terjadi pada separator. Semakin tinggi suhu pemisahan maka kehilangan yang terjadi akan semakin berkurang. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian pendahuluan dimana pada suhu yang semakin tinggi kecepatan butiran minyak nilam bergerak naik dalam air semakin cepat sehingga pemisahan bisa berlangsung dengan lebih baik. Semakin tinggi suhu, perbedaan densitas antara minyak nilam dan air pun menjadi semakin besar sehingga minyak menjadi lebih mudah dan cepat untuk memisah. Separator prototipe ini diuji sampai suhu pemisahan sebesar 47 o C. Denny 2001 menyatakan bahwa sulit untuk menunjukkan bahwa minyak akan lebih banyak larut loss pada rentang suhu 20 o C sampai 50 o C yang menjadi alasan mengapa pada penyuling khawatir menggunakan suhu distilat yang lebih hangat. Akan tetapi dengan memperlihatkan bahwa kehilangan yang terjadi akan berkurang jika menggunakan suhu yang lebih hangat di separator maka ini menjadi informasi yang sangat berharga untuk para penyuling. Untuk memprediksi persentase kehilangan minyak nilam berdasarkan fungsi suhu pada kondisi operasi pemisahan minyak nilam dan air di separator prototipe dapat mengikuti persamaan sebagai berikut Gambar 22: Y = 5823.7 X -2.8675 dimana Y adalah persentase kehilangan minyak nilam dan X adalah suhu pemisahan o C. Persamaan ini dibatasi oleh kondisi-kondisi yaitu aliran fluida yang laminer, laju alir distilat relatif terhadap dimensi separator yang rendah yaitu sekitar 1.2 litermenit. Selain berdasarkan fungsi suhu, persentase kehilangan minyak dapat juga diprediksi dari fungsi kecepatan minyak nilam yang mengikuti persamaan sebagai berikut: Y = 5.7956 X -1.5629 dimana Y adalah persentase kehilangan minyak nilam dan X adalah kecepatan butiran minyak nilam bergerak naik dalam air Lampiran 5. Persamaan persentase kehilangan minyak yang dapat diprediksi dari fungsi kecepatan minyak bergerak naik dalam air ini dengan asumsi bahwa kondisi yang terjadi pada silinder separator prototipe skala industri sama dengan kondisi percobaan kecepatan butiran minyak bergerak naik dalam air Gambar 7. Berdasarkan kedua persamaan tersebut dapat diketahui bahwa kecenderungan kehilangan minyak akan semakin besar jika kecepatan minyak nilam dalam air rendah atau suhu pemisahan yang digunakan rendah dingin. Sebaliknya jika kecepatan minyak nilam dalam air semakin tinggi contoh pada kasus kecepatan 14 mmmenit dan suhu pemisahan yang hangat contoh pada kasus suhu 45 o C memberikan persentase kehilangan minyak nilam yang semakin rendah yaitu sebesar 0.1. y = 0.0005x - 2E-15 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Laju alir distilat cm3menit = X Kec e p a tan a ir tu ru n c m m n t = Y Gambar 23 Simulasi prediksi hubungan laju alir distilat terhadap kecepatan air bergerak turun di dalam separator prototipe Laju alir distilat rata-rata yang masuk ke dalam separator yaitu sebesar 1.2 litermenit. Pada laju alir sebesar ini aliran fluida yang terjadi di dalam separator yaitu laminer Lampiran 4A. Pada laju alir sebesar ini kecepatan minyak bergerak naik dalam air 1.4 cmmenit lebih besar daripada kecepatan air bergerak turun di silinder luar 0.55 cmmenit Gambar 23. Sedangkan jika dilakukan simulasi prediksi penggunaan laju alir yang semakin besar terhadap kecepatan air bergerak turun maka kecepatan air bergerak turun akan semakin cepat. Kecepatan air bergerak turun akan lebih besar daripada kecepatan minyak nilam bergerak naik pada saat laju alir distilat lebih besar dari 3000 cm 3 menit. Simulasi hubungan antara laju alir distilat terhadap kecepatan air bergerak turun pada dimensi separator prototipe ini dinyatakan dengan persamaan : Y = 0.0005X - 2E -15, dimana Y adalah kecepatan air bergerak turun di silinder luar cmmenit dan X adalah laju alir distilat cm 3 menit. Perhitungan rincinya dapat dilihat pada Lampiran 7. Pada Gambar 24 diperlihatkan separator prototipe skala industri dan penampakan bagaimana minyak nilam di dalam kaca pengamat separator prototipe skala industri. Gambar 24 Separator prototipe skala industri a; pergerakan minyak nilam dalam kaca pengamat separator prototipe skala industri b - d Tampak pada Gambar 24, ketinggian minyak nilam didalam kaca pengamat semakin naik. Kenaikan ini dilakukan dengan cara mengatur ketinggian level pipa pengatur air buangan. Ketika ketinggian minyak sudah memasuki lubang pengeluran minyak maka minyak dapat dikeluarkan dengan membuka kran pengeluaran minyak. Hal ini sangat praktis dibandingkan dengan cara menciduk yang umumnya dilakukan oleh para penyuling IKM. Volume minyak yang dapat terlihat pada kaca pengamat yaitu sebesar 300 cm 3 . Mengingat jarak antara kaca pengamat dengan silinder dalam cukup jauh yaitu sekitar 41 cm maka dipastikan a c d b lapisan minyak yang terbentuk selama penyulingan tidak akan mencapai level titik tertinggi silinder dalam sehingga tidak terganggu oleh aliran air keluar dari silinder dalam yang menuju ke lubang pengeluaran air.

V. KESIMPULAN DAN SARAN