Molecular Distilation HASIL DAN PEMBAHASAN

72 HE – 3 : Kondensor Molecullar Distillation DF – 1 : Distilasi Fraksinasi Vakum MD -1 : Molecullar Distillation Dari Gambar 15 dapat diketahui gambaran secara menyeluruh tentang perancangan proses Isolasi Sitronelal dari Minyak Sereh Wangi. Minyak Sereh Wangi yang telah diperiksa komposisi kandungan komponen-komponennya dengan alat GC-MS dimasukkan ke dalam tangki penampungan T-1. Dari tangki penampungan T-1, dengan suhu kamar 25 C – 27 C di pompa P-1 untuk masuk ke pre-heater HE-1. Fungsi pre-heater disini adalah untuk mengatur agar Minyak Sereh Wangi tidak mengalami perubahan suhu secara mendadak sehingga proses penguapan dari fraksi-fraksi yang terkandung di dalam Minyak Sereh Wangi bisa berjalan pelan-pelan smooth dan akibatnya proses penguapan dari fraksi-fraksi Minyak Sereh Wangi ini bisa berjalan dengan baik. Fungsi heater adalah meningkatkan efisiensi dalam penggunaan energi supaya energi yang digunakan di dalam sistem fraksinasi bisa langsung dimanfaatkan sesuai dengan fungsinya, jadi tidak perlu untuk memanaskan bahan terlebih dahulu sehingga suhu bahan sesuai atau sama dengan suhu yang ada pada kolom fraksinasi. Di dalam kolom fraksinasi DF-1 Minyak Sereh Wangi mengalami proses fraksinasi atau pemisahan komponen sesuai dengan titik didih masing- masing fraksi yang dikehendaki. Dalam hal ini, fraksi Limonen mempunyai titik didih yang lebih rendah dari pada Sitronelal. Karena itu diharapkan fraksi ini telah menguap pada pre-heater sehingga selanjutnya tidak mempengaruhi perolehan kadar dari fraksi pertama yang keluar dari alat fraksinasi vakum ini, yaitu fraksi mengandung banyak Sitronelal. Setelah diperkirakan fraksi mengandung banyak sitronelal ini telah habis terfraksinasi, kemudian destilat yang telah dihasilkan diambil dengan jalan menghentikan sistem fraksinasinya sebentar melalui penutupan valve yang ada pada alat fraksinasi tersebut. Jumlah volume destilat yang digunakan sebagai prakiraan untuk pengambilan destilat dari fraksi yang diinginkan ini berdasarkan hasil perhitungan di atas, yaitu volume umpan atau volume Minyak Sereh Wangi yang masuk alat, dikalikan dengan kadar hasil analisis GC-MS dari fraksi yang bersangkutan. Setelah itu valve dibuka lagi dan proses fraksinasi dilanjutkan untuk memperoleh fraksi kedua atau fraksi 73 mengandung banyak Sitronelol yang mempunyai titik didih lebih tinggi dari pada fraksi Sitronelal pada tekanan vakum 1 mBar, titik didih Sitronelal adalah 44 C, Sitronelol adalah 66,4 C dan Geraniol adalah 69,2 C, demikian seterusnya sampai fraksi ke tiga atau fraksi mengandung banyak Geraniol terambil. Dalam hal ini, aliran Minyak Sereh Wangi dari preheater ke alat distilasi fraksinasi vakum disebut aliran 1, kemudian aliran destilat yang diinginkan disebut aliran-2 aliran atas, sedangkan aliran residunya disebut aliran 2a atau aliran bawah. Uap dari fraksi yang ada dalam aliran-2 kemudian dicairkan melalui kondensor dari alat distilasi fraksinasi vakum HE-2, Untuk proses dengan sistem batch destilat ini ditampung atau diambil terlebih dahulu, tapi untuk sistem continyu destilat dari fraksi yang dihasilkan ini lansung dipompa P-3 untuk masuk kedalam alat Molecullar Distillation MD-1 . Dalam alat MD-1 ini fraksi tersebut mengalami proses isolasi seperti yang telah diuraikan sebelumnya dan sebagai gambaran terakhir, uap dari fraksi yang diinginkan tersebut dicairkan dalam kondenser Molecullar Distillation HE-3 dan setelah itu destilat ini ditampung dalam Tangki Penampung Destilat T-3, dalam hal ini Sitronelal, sedangkan residunya di pompa dengan Pompa Residu Molecullar Distillation P-5 dan dimasukkan kedalam Tangki Residu T-4 yang masih mengadung fraksi mengandung banyak Sitronelol, Geraniol dan lain-lain. Dalam hal ini, fraksi –fraksi yang telah dihasilkan dari proses distilasi fraksinasi vakum tersebut di atas di analisis laju fraksinasinya, sifat-sifat fisiko-kimianya dan kadarnya. Karena dari hasil analisis GC-MS menunjukkan bahwa perolehan kadar dari fraksi-fraksi yang diinginkan masih relatif rendah, maka sebagai upaya untuk meningkatkan kadar dari fraksi-fraksi ini dilakukan proses isolasi lanjutan dengan menggunakan alat Molecullar Distillation MD-1. Dalam hal ini fraksi yang telah diteliti baru fraksi mengandung banyak Sitronelal menjadi fraksi Sitronelal. Melalui proses isolasi dengan menggunakan alat Molecullar Distillation ini kadar fraksi Sitronelal yang semula hanya 82,61 bisa meningkat menjadi 98,91. Kadar Sitronelal yang diperoleh ini lebih tinggi dari pada hasil penelitian sebelumnya 96,1030 . Disarankan kepada yang berminat dengan hasil penelitian ini untuk melanjutkan proses isolasi terhadap fraksi mengandung banyak sitronelol dan mengandung banyak geraniol. 74 Untuk memperoleh rancangan proses yang terbaik sehingga dapat dihasil kan Sitronelal dengan kadar kemurnian yang tinggi seperti tersebut di atas, perlu memperhatikan kondisi proses yang dipaka. Dalam hal ini, kondisi proses yang harus disiapkan adalah dengan menggunakan alat Distilasi Fraksinasi Vakum yang mempunyai tekanan sampai 1 mBar, karena proses ini menggunakan tekanan vakum 1 mBar dan suhu disekitar titik didih masing-masing fraksi yang akan di isolasi atau yang diinginkan, reflux ratio 2010, selalu dijagadimonitor agar kolom fraksinasinya tidak dalam keadaan banjir, waktu fraksinasinya harus tepat tidak boleh kelamaan tapi juga tidak boleh terlalu cepat supaya dapat diperoleh destilat dengan kualitas yang bagus dan mempunyai kadar kemurnian yang tinggi. Selain itu, jumlah destilat untuk masing-masing fraksi yang diinginkan, harus dianalisis atau dihitung terlebih dahulu agar diperoleh rendemen yang optimal, ,Kualitas bahan harus bagus dan memenuhi syarat mutu baik secara nasional maupun internasional, dimana hal ini dapat dianalisis dengan menggnakan bantuan alat GC-MS, Dalam upaya meningkatkan kadar fraksi yang diinginkan, perlu disiapkan alat Molecullar Distillation dan juga alat GC-MS. Setiap produk atau fraksi yang diperoleh dari proses ini di analisis sifat fisiko kimianya guna mengetahui sejauh mana efektifitas setiap tahapan proses yang dijalankan. Faktor lain yang tidak kalah pentingnya dalam melakukan proses fraksinasi atau isolasi Sitronelal ini adalah informasi mengenai peluang atau prospek pasar dari Sitronelal ini. Faktor penting lainnya dalam perancangan proses ini adalah perhitungan mengenai neraca masa dan neraca energi dimana kedua faktor ini akan berdampak pada penentuan spesifikasi alat yang akan digunakan dan juga biaya investasi yang dibutuhkan jika rancangan proses ini akan diterapkan pada skala industri. Uraian lebih rinci tentang kondisi terbaik untuk fraksinasi atau isolasi komponen utama Minyak Sereh Wangi ini khususnya Sitronelal sudah dipaparkan pada halaman-halaman sebelumnya.

4.7. Neraca Massa

Perhitungan neraca massa ini dapat dilihat dari Gambar 16 serta Tabel 16 dan Tabel 17. 75 Sitronelal Sitronelol Geraniol Lain-lain Sitronelal Sitronelol Geraniol Lain-lain 600000 280968,8 39892 46413275 76994,165 Sitronelal Sitronelol Geraniol Lain-lain 1 17837,6 5853,6 4384,8 27324 10253,2 34120,16 42028,475 49670,165 216000 384000 2 2a, 2b Distilasi Fraksinasi Vakum Sitronelal Sitronelol 178437,6 34120,16 42028,475 49670,165 Sitronelal Sitronelol Geraniol Lain-lain 2 Molekular Distilation Sitronelol Geraniol Lost 106822,8 23533,2 35738,334 18369,666 31536 Gambar 16. Diagram blok neraca massa Tabel 16. Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Proses Fraksinasi Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch Massa Masuk Minyak Sereh Wangi Massa Keluar Fraksi I Massa Keluar Fraksi II Massa Keluar Fraksi III Residu Komponen Kadar Massa ml per batch Aliran 1 Aliran 2 Aliran 3 Hasil atas Hasil atas Hasil atas 216.000 116.000 112.000 140.000,00 Sitronelal 35,53 213.180 0,8261 178.437,60 0,5616 65.145,60 0,3338 37.385,60 Sitronelol 15,43 92.580 0,0271 5.853,60 0,1712 19.859,20 0,1266 14.179,20 0,2336 32.704,00 Geraniol 15,94 95.640 0,0203 4.384,80 0,0657 7.621,20 0,3061 34.283,20 0,3545 49.630,00 Lain-lain 33,10 198.600 0,1265 27.324,00 0,2015 23.374,00 0,2335 26.152,00 0,4119 57.666,00 Total 100,00 600.000 1 216.000,00 Jumlah Loss 16.000,00 76 Tabel 17. Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Proses Isolasi Sitronelal Dari Minyak Sereh Wangi Dengan Sistem Batch Komponen Aliran Massa Masuk Massa Keluar 216.000 Distilat Residu Loss 0,6035 130.356,00 0,2505 54.108,00 0,146 31.536,00 Sitronelal 0,8261 178.437,60 0,81946976 106.822,80 0,6605 35.738,33 Sitronelol 0,0271 5.853,60 0,18053024 23.533,20 0,3395 18.369,67 Geraniol 0,0203 4.384,80 Lain-lain 0,1265 27.324,00 Total 0,8261 216.000,00 1. Pada perhitungan neraca massa ini yang digunakan sebagai sampel untuk dasar perhitungan ini adalah Fraksi-1 Fraksi mengandung banyak Sitronelal hasil proses fraksinasi Minyak Sereh Wangi yang menggunakan tekanan vakum 1 mBar dengan nilai tertinggi. 2. Minyak Sereh Wangi yang digunakan untuk menghasilkan sampel ini adalah Minyak Sereh Wangi-1 yang berdasarkan hasil analisis GC-MS mengandung kadar Sitronelal sebesar 35,53, Sitronelol sebesar 15,43, Geraniol sebesar 15, 94, dan komponen lainnya sebesar 33,09, bobot jenis Minyak Sereh Wangi-1 = 0,887 gramcm 3 Tabel 16. 3. Diasumsikan kapasitas Minyak Sereh Wangi yang masuk dalam Unit Fraksinasi pada pabrik Fraksinasi Minyak Sereh Wangi yang akan diadakan, sebesar 600 kg proses atau 676,44 liter per proses. Tapi untuk memudahkan perhitungan, kapasitas ini diasumsikan sebesar 600 liter per proses ~ 600.000 mililiter per proses. Setiap proses lamanya 20 jam termasuk persiapan atau conditioning alat. Proses fraksinasi diasumsikan menggunakan sistem batch, 1 hari kerja = 20 jam, 1 bulan = 25 hari kerja. 4. Jumlah massa Fraksi-1 fraksi mengandung banyak Sitronelal yang masuk ke dalam unit Fraksinasi adalah sebesar = 0,03553 x 600.000 ml = 213.180 ml, sedangkan masa Fraksi-2 fraksi mengandung banyak Sitronelol sebesar 92.580 ml dan Fraksi-3 fraksi mengandung banyak Geraniol sebesar 95.700 ml dan Fraksi lainnya sebesar 198.540 ml. 77 5. Massa yang keluar dari unit fraksinasi ini terdiri dari 3 aliran, yaitu : a. Aliran-1mengandung banyak Sitronelal sebanyak 600.000 x 5401.500 ml = 216.000 ml. b. Aliran-2 mengandung banyak sItronelol sebanyak 600.000 x 2901.500 ml = 116.000ml. c. Aliran-3 mengandung banyak Geraniol sebanyak 600.000 x 2801.500 ml =112.000 ml dan aliran residunya sebesar 600.000 x 3501.500 ml = 140.000 ml d. Massa yang hilang atau losses sebesar 600.000 – 216.000 – 116.000 – 112.000 – 140.000 ml = 16.000 ml 6. Berdasarkan Lampiran 3 dapat dihitung atau diketahui jumlah dari masing fraksi atau komponen yang terkandung didalam setiap aliran massa yang keluar dari unit fraksinasi sebagai berikut : a. Aliran-1 sebesar 216.000 ml tersebut mengandung Fraksi-1 yang kadar Sitronelalnya sebesar 82,61 atau 0,8261 x 216.000 ml = 178.437,60 ml, fraksi-2 yang kadarnya 2,71 atau 0,0271 x 216.000 = 5.585.360 ml, fraksi-3 yang kadarnya 2,03 atau 0,0203 x 216.000 ml=4.384,80 ml dan fraksi lainnya sebesar 216.000 – 178.437,60 – 5.585.360 – 4.384,80 ml = 27,324 ml. Dalam hal ini, neraca masa pada aliran satu sudah dapat diketahui. Demikian juga dengan cara yang sama dapat diketahui atau dapat dihitung neraca massa pada setiap aliran massa yang keluar, seperti yang terlihat pada Tabel 17. b. Neraca massa yang terjadi pada saat proses fraksinasi yang menghasilkan Fraksi-1 fraksi mengandung banyak Sitronelal komposisinya seperti yang terlihat pada gambar diagram blok Neraca Massa pada Proses Distilasi Fraksinasi, dimana pada saat itu aliran massa keluar aliran-2 jumlah destilat sebesar 216.000 ml yag terdiri dari Fraksi-1 atau fraksi mengandung banyak Sitronelal sebesar 178.437,6 ml, Fraksi-2 sebesar 853,6 ml, fraksi-3 sebesar 4.384,8 ml dan fraksi lainnya sebesar 2.732,4 ml, sedangkan aliran massa residu yang keluar aliran 2a dan 2b sebanyak 600.000 – 216.000 ml= 384.000 ml, dimana di dalam aliran ini terdiri dari Fraksi-1 atau fraksi mengandung banyak Sitronelal sebanyak