Modifikasi Dan Uji Performansi Mesin Penyuling Minyak Alpukat (Persea americana, Mill)

(1)

MODIFIKASI DAN UJI PERFORMANSI

MESIN PENYULING MINYAK ALPUKAT (Persea americana, Mill)

Oleh : Anton Hilman

F14101130

2005

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

(2)

MODIFIKASI DAN UJI PERFORMANSI

MESIN PENYULING MINYAK ALPUKAT (Persea americana, Mill)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh : Anton Hilman

F14101130

2005

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

(3)

MODIFIKASI DAN UJI PERFORMANSI

MESIN PENYULING MINYAK ALPUKAT (Persea americana, Mill)

Oleh : Anton Hilman

F14101130

Disetujui,

Bogor, Desember 2005 Dosen Pembimbing,

Ir. Agus Sutejo, M.Si NIP. 1311878955

Mengetahui,

D r . I r . W a w a n H e r m a n a n , M S KetuaDepartemen Teknik Pertanian

(4)

Anton Hilman. F14101130. Modifikasi dan Uji Performansi Alat Penyuling Minyak Alpukat (Persea americana Mill). Di bawah bimbingan Ir. Agus Sutejo, M.Si.

RINGKASAN

Indonesia terletak di daerah tropis, dengan iklim yang ada memungkinkan Indonesia untuk menjadi habitat berbagai macam flora dan fauna, termasuk di dalamnya alpukat. Menurut data yang dikeluarkan FAO, negara Indonesia dari kurun waktu 1961-1996 menjadi negara penghasil alpukat terbanyak untuk wilayah Asia. Alpukat banyak dikonsumsi langsung sebagai buah, padahal kandungan lemak dalam buah alpukat mencapai 6.5% (b.b) ini lebih besar dari pada kandungan pada buah durian yang kurang dari setengah kandungan lemak pada buah alpukat (3% b.b)

Produk pertanian umumnya memiliki nilai ekonomi yang tinggi bila telah diolah dari bentuk produk aslinya, sejalan dengan itu dan dengan melimpahnya buah alpukat di pasar nasional maka pembuatan minyak alpukat bisa menjadi alternatif usaha untuk meningkatkan penghasilan petani. Minyak alpukat biasa dipakai sebagai bahan baku produk kosmetik seperti sabun dan shampo, cara pembuatannya bisa dengan penekana n (pressing) dan dengan melarutkannya ke dalam pelarut organik kemudian memisahkan kandungan minyak dengan pelarutnya, pelarut yang umum digunakan adalah heksan (C6H14). Rendemen yang

bisa diperoleh dari ekstraksi minyak dengan menggunakan cara pertama relatif lebih kecil dari pada cara yang kedua.

Minyak alpukat tergolong ke dalam minyak atsiri atau lebih umum dikenal dengan nama essential oil, yakni minyak yang berasal dari tumbuh-tumbuhan dan mempunyai titik uap sekitar suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi. Pada tahun 2003, Agus Sutejo telah mendesain sebuah alat yang dilengkapi dengan pengatur suhu otomatis untuk memproduksi minyak dari jeruk limo, teknik pembuatannya adalah dengan menyimpan bahan yang akan diambil minyaknya di atas air yang didihkan, sehingga uap air akan langsung membawa minyak dalam bahan sehingga minyak dan air akan bercampur dan kemudian dikondensasikan. Teknik pengambilan kandungan minyak dalam bahan yang dipakai dalam percobaan ini adalah dengan jalan melarutkan (ekstraksi) alpukat dengan heksan dalam suhu 450C selama 30 menit, campuran minyak dan heksan (misela) kemudian dipisahkan (destilasi) dengan cara memanaskannya pada suhu yang lebih dari atau sama dengan titik didih heksan (68.740C) selama 2 jam, suhu bahan di dalam chamber selama proses destilasi di atur pada suhu 750C uap heksan lalu dikondensasikan agar berubah menjadi bentuk cairan untuk kemudian bisa dipergunakan lagi (daur ulang).

Hal yang paling mendasar yang menjadi perbedaan antara teknik pembuatan minyak limo de ngan teknik yang digunakan dalam percobaan ini adalah tentang kontak langsung bahan dengan air. Bila pada proses pembuatan minyak jeruk limo antara bahan dan uap air berkontak langsung, maka pada percobaan kali ini justru dihindari. Kontak langsung terjadi antara bahan dengan heksan, oleh karena itu perlu dilakukan suatu modifikasi untuk menyesuaikan hal ini. Modifikasi

(5)

dilakukan pada ruang penyimpanan bahan, bila dulu ruang penyimpanan bahan berbentuk lembaran bulat yang berlubang-lubang maka sekarang bentuk ruang (chamber) didesain menyerupai panci.

Chamber terbuat dari bahan stainless steel dengan tebal 1 mm dan berdiameter 200 mm serta tinggi 193 mm, disimpan dalam ruangan yang dikelilingi air. Air berfungsi sebagai pemanas bahan di dalam chamber sementara panas air berasal dari heater yang dihubungkan langsung ke sumber listrik PLN. Chamber dilengkapi dengan pegangan dan pengunci agar tidak terapung oleh air.

Tiap kegiatan produksi minyak alpukat dilakukan sebanyak tiga kali, dari tiga kali pengulangan itu diperoleh data bahwa energi listrik yang diperlukan pada percobaan I untuk proses ekstraksi sebesar 0.473 kWH dan untuk proses destilasi sebesar 1.501 kWH, pada percobaan II sebesar 0.442 kWH untuk proses ekstraksi dan 1.518 kWH untuk proses destilasi, sementara pada percobaan III untuk proses ekstraksi diperlukan energi sebesar 0.409 kWH dan 1.428 kWH untuk proses destilasi. Energi ini dipakai untuk memanaskan air sebanyak 12.45 kg.

Besarnya energi yang digunakan untuk menaikkan suhu air pemanas pada percobaan I sebesar 1 096.49 kJ (0.304 kWH) untuk proses ekstraksi dan 1 889.19 kJ (0.525 kWH) untuk proses destilasi, untuk proses ekstraksi dan destilasi pada percobaan II masing-masing sebesar 1 049.72 kJ (0.291 kWH) dan 1 873.92 kJ (0.521 kWH) , sementara pada percobaan III sebesar 1 049.72 kJ (0.291 kWH) untuk proses ekstraksi dan untuk proses destilasi sebesar 2 056.62 kJ (0.571 kWH). Energi sebesar ini kemudian dirambatkan lagi melalui panas air yang merambat ke dinding chamber dan memanaskan bahan di dalam chamber. Energi yang dipakai untuk memanaskan bahan di dalam chamber masing-masing sebesar 54.08 kJ (0.015 kWH) untuk proses ekstraksi dan 273.26 kJ (0.076 kWH) untuk proses destilasi pada percobaan I, 56.26 kJ (0.016 kWH) dan 280.32 kJ (0.078 kWH) energi yang diperlukan pada proses ekstraksi dan destilasi percobaan II, serta untuk percobaan III sebesar 56.54 kJ (0.016 kWH) untuk proses ekstraksi dan 249.87 kJ (0.069 kWH) untuk proses destilasi.

Selama proses berlangsung pada permukaan luar alat terjadi panas, panas yang timbul ini menandakan terjadinya in-effisiensi. Energi terukur yang terbuang akibat pindah panas dari permukaan luar alat pada percobaan I untuk proses ekstraksi sebesar 0.767 kJ (0.0002 kWH) dan 56.209 kJ (0.016 kWH) untuk poses de stilasi, pada percobaan II sebesar 3.081 kJ (0.0008 kWH) untuk proses ekstraksi dan 54.91 kJ (0.015 kWH) untuk proses destilasi, sedangkan pada percobaan III untuk proses ekstraksi dan destilasi masing-masing sebesar 2.415 kJ (0.0007 kWH) dan 55.75 kJ (0.015 kWH).

Dari serangkaian percobaan produksi minyak alpukat juga diperoleh data bahwa rendemen masing-masing percobaan I, II dan III adalah 35%, 42.7% dan 31.75% bila dihitung dari input alpukat kering, sedangkan nilai rendemen bila mengacu pada bahan awal buah alpukat segar rata-rata sebesar 1.36 % dengan nilai effisiensi kondensor masing-masing sebesar 54.48%, 100.09% dan 93.40%.

(6)

Sebuah persembahan sederhana bagi bapak, mamah, dan adik-adikku di rumah. (terimakasih untuk semuanya…)

(7)

Anton Hilman, dilahirkan di Rangkasbitung pada tanggal 10

Feb- ruari 1983. Anak pertama dari tiga bersaudara pasangan H. Akhmad Hidayat dan Hj. Anah Nurhasanah.

Pada tahun 2001 penulis menamatkan pendidikan tingkat atas di SMU Negeri 1 Rangkasbitung, pada tahun yang sama

melalui

Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN) terdaftar sebagai mahasiswa IPB pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, dan pada tahun 2003 penulis memilih Lab. Ergonomika pada Sub Program Studi Teknik Mesin Pertanian.

Selama menjadi mahasiswa di IPB penulis pernah ikut dalam kepengurusan HIMATETA tahun 2002 pada Divisi Profesi, juga pernah menjadi asisten praktikum pada mata kuliah Menggambar Teknik untuk mahasiswa D3 MAMP, Ilmu Ukur Wilayah untuk mahasiswa S1 TEP, serta Motor Bakar dan Tenaga Pertanian untuk mahasiswa S1 TEP.

Pada tahun 2004 penulis melaksanakan praktek lapang di Pabrik Gula Sindang Laut, Cirebon, dengan judul Mempelajari Cara Pengolahan dan Pemerahan Nira di PT. PG. Sindanglaut, Kabupaten Cirebon, dan pada tahun 2005 memilih judul Modifikasi dan Uji Performansi Alat Penyuling Minyak Alpukat (Persea americana Mill) untuk bahan skripsi di bawah bimbingan

Bapak Ir. Agus Sutejo, M.Si.

(8)

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia -Nya kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul Desain dan Uji Performansi Alat Penyuling Minyak Alpukat (Persea Americana Mill). Dalam skripsi ini dijelaskan alasan pemilihan ukuran dan bahan untuk ruang ekstraksi dan destilasi alpukat serta performansi alat.

Skripsi ini disusun berdasarkan penelitian yang dilakukan mulai bulan Juni 2005 – Agustus 2005 yang bertempat di Bengkel Cibeureum milik Bapak Agus Sutejo, AP4, dan Metatron, Leuwikopo.

Skripsi ini tersusun berkat kerja sama dan bimbingan orang-orang yang telah membantu penulis. Kepada Ir. Agus Sutejo, M.Si, sela ku dosen pembimbing atas semua arahan dan bimbingan selama penelitian hingga penyusunan skripsi, Ir. Mad Yamin, M.T dan Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Sc yang telah menyempatkan diri untuk menjadi dosen penguji untuk segala arahan dan bimbingannya hingga karya ini bisa menjadi skripsi yang baik, ayah dan ibu tercinta serta adik-adik atas do’a restu, dukungan, kepercayaan dan kasih sayang, kru Bengkel Cibeureum untuk pelajaran dan arahan membengkel, Bapak Ir. Murtono dan Mas Joyamto untuk kerja sama dan bantuannya, Bapak Harto dan Bapak Ahmad selaku teknisi Lab. EEP dan LBP yang banyak membantu dalam penyediaan dan penyiapan alat, kru Metatron (Bapak Andi, Bapak Parma, Bapak Karjio, dan Mbak Ina) untuk kerja sama dan hiburannya, serta teman-teman penulis semua ata s dukungan dan bantuannya, penulis mengucapkan terima kasih.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, baik isi maupun redaksionalnya namun semoga skripsi ini bisa menjadi tambahan pustaka yang berarti bagi yang membutuhkan.

Bogor, September 2005

(9)

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

I. PENDAHULUAN ... 1

A. LATAR BELAKANG ... 1

B. TUJUAN ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

A. TANAMAN ALPUKAT ... 3

B. EKSTRAKSI ... 6

C. MINYAK ALPUKAT ... 9

D. PERANCANGAN (DESAIN) ... 13

III. METODOLOGI PENELITIAN ... 15

A. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN ... 15

B. METODOLOGI PENELITIAN ... 15

C. PARAMETER YANG DIUKUR ... 15

D. DESKRIPSI ALAT PENYULINGAN MINYAK ALPUKAT ... 17

E. TAHAPAN PERCOBAAN ... 19

F. ANALISIS TEKNIK ... 21

G. ANALISIS DATA ... 22

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 26

A. MODIFIKASI RUANG EKSTR AKSI ... 27

B. PENANGANAN BAHAN BAKU ... 29

C. PENGUJIAN ALAT ... 31

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 47

A. KESIMPULAN ... 47

B. SARAN ... 50

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN

(10)

Tabel 1. Total produksi alpukat di beberapa negara Asia ... 3

Tabel 2. Kandungan Lemak dalam beberapa buah-buahan ... 5

Tabel 3. Komposisi koimia per 100 gram buah alpukat segar ... 6

Tabel 4. Sifat fisik 3 buah jenis alpukat ... 11

Tabel 5. Matrik keputusan untuk wadah ekstraksi dan destilasi ... 28

Tabel 6. Data hasil proses ekstraksi dan destilasi dalam setiap percobaan ... 30

Tabel 7. Data hasil penyulingan pada percobaan I sampai percobaan III ... 46

(11)

MODIFIKASI DAN UJI PERFORMANSI

MESIN PENYULING MINYAK ALPUKAT (Persea americana, Mill)

Oleh : Anton Hilman

F14101130

2005

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

(12)

MODIFIKASI DAN UJI PERFORMANSI

MESIN PENYULING MINYAK ALPUKAT (Persea americana, Mill)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh : Anton Hilman

F14101130

2005

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

(13)

MODIFIKASI DAN UJI PERFORMANSI

MESIN PENYULING MINYAK ALPUKAT (Persea americana, Mill)

Oleh : Anton Hilman

F14101130

Disetujui,

Bogor, Desember 2005 Dosen Pembimbing,

Ir. Agus Sutejo, M.Si NIP. 1311878955

Mengetahui,

D r . I r . W a w a n H e r m a n a n , M S KetuaDepartemen Teknik Pertanian

(14)

Anton Hilman. F14101130. Modifikasi dan Uji Performansi Alat Penyuling Minyak Alpukat (Persea americana Mill). Di bawah bimbingan Ir. Agus Sutejo, M.Si.

RINGKASAN

bisa diperoleh dari ekstraksi minyak dengan menggunakan cara pertama relatif lebih kecil dari pada cara yang kedua.

(15)

dilakukan pada ruang penyimpanan bahan, bila dulu ruang penyimpanan bahan berbentuk lembaran bulat yang berlubang-lubang maka sekarang bentuk ruang (chamber) didesain menyerupai panci.

(16)

Sebuah persembahan sederhana bagi bapak, mamah, dan adik-adikku di rumah. (terimakasih untuk semuanya…)

(17)

Anton Hilman, dilahirkan di Rangkasbitung pada tanggal 10

Feb- ruari 1983. Anak pertama dari tiga bersaudara pasangan H. Akhmad Hidayat dan Hj. Anah Nurhasanah.

Pada tahun 2001 penulis menamatkan pendidikan tingkat atas di SMU Negeri 1 Rangkasbitung, pada tahun yang sama

melalui

Bapak Ir. Agus Sutejo, M.Si.

(18)

Skripsi ini disusun berdasarkan penelitian yang dilakukan mulai bulan Juni 2005 – Agustus 2005 yang bertempat di Bengkel Cibeureum milik Bapak Agus Sutejo, AP4, dan Metatron, Leuwikopo.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, baik isi maupun redaksionalnya namun semoga skripsi ini bisa menjadi tambahan pustaka yang berarti bagi yang membutuhkan.

Bogor, September 2005

(19)

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

I. PENDAHULUAN ... 1

A. LATAR BELAKANG ... 1

B. TUJUAN ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

A. TANAMAN ALPUKAT ... 3

B. EKSTRAKSI ... 6

C. MINYAK ALPUKAT ... 9

D. PERANCANGAN (DESAIN) ... 13

III. METODOLOGI PENELITIAN ... 15

A. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN ... 15

B. METODOLOGI PENELITIAN ... 15

C. PARAMETER YANG DIUKUR ... 15

D. DESKRIPSI ALAT PENYULINGAN MINYAK ALPUKAT ... 17

E. TAHAPAN PERCOBAAN ... 19

F. ANALISIS TEKNIK ... 21

G. ANALISIS DATA ... 22

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 26

A. MODIFIKASI RUANG EKSTR AKSI ... 27

B. PENANGANAN BAHAN BAKU ... 29

C. PENGUJIAN ALAT ... 31

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 47

A. KESIMPULAN ... 47

B. SARAN ... 50

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN

(20)

Tabel 1. Total produksi alpukat di beberapa negara Asia ... 3

Tabel 2. Kandungan Lemak dalam beberapa buah-buahan ... 5

Tabel 3. Komposisi koimia per 100 gram buah alpukat segar ... 6

Tabel 4. Sifat fisik 3 buah jenis alpukat ... 11

Tabel 5. Matrik keputusan untuk wadah ekstraksi dan destilasi ... 28

Tabel 6. Data hasil proses ekstraksi dan destilasi dalam setiap percobaan ... 30

Tabel 7. Data hasil penyulingan pada percobaan I sampai percobaan III ... 46

(21)

Gambar 1. Buah Alpukat Segar ... 5

Gambar 2. Diagram Alir Proses Pembuatan Minyak Alpukat ... 10

Gambar 3. Grafik Rendemen Alpukat pada Beberapa Jenis Alpukat dan Suhu Pengeringan Berbeda ... 12

Gambar 4. Grafik Rendemen Alpukat pada Beberapa Cara Ekstraksi dan Tebal Rajangan Berbeda ... 13

Gambar 5. Diagram Alir Proses Perancangan ... 14

Gambar 6. Bagian-Bagian Alat Penyulingan Minyak Alpukat ... 17

Gambar 7. Foto Alat Penyuling Minyak Atsiri ... 18

Gambar 8. Perlakuan Terhadap Alpukat ... 19

Gambar 9. Rak dan Ruang Ekstraksi Minyak Jeruk Limo ... 27

Gambar 10. Wadah Ekstraksi dan Destilasi ... 29

Gambar 11. Minyak Alpukat Hasil Penyulingan ... 31

Gambar 12. Pengukuran Kebutuhan Energi Listrik ... 31

Gambar 13. Grafik Pemakaian Daya Listrik pada Percobaan I ... 32

Gambar 14. Grafik Pemakaian Daya Listrik pada Percobaan II ... 32

Gambar 15. Grafik Pemakaian Daya Listrik pada Percobaan III ... 33

Gambar 16. Hasil Perhitungan Total Pemakaian Daya Listrik (kJ) untuk Setiap Jenis Kegiatan dalam Tiap Percobaan ... 33

Gambar 17. Energi yang Dipakai untuk Menaikkan Suhu Air Pemanas dalam Setiap Percobaan ... 34

Gambar 18. Energi yang Dipakai untuk Menaikkan Suhu Bahan di Dalam Chamber (kJ) dalam Setiap Percobaan ... 35

Gambar 19. Grafik Neraca Energi Selama Proses Ekstraksi ... 36

Gambar 20. Grafik Neraca Energi pada Proses Destilasi ... 37

Gambar 21. Pengambilan Data Panas Dinding Luar Alat dan Salah Satu Contoh Pemasangan Termokopel ... 38

Gambar 22. Grafik Pindah Panas pada Pemukaan Alat pada Proses Ekstraksi Percobaan I ... 39

Gambar 23. Grafik Pindah Panas pada Permukaan Alat pada Proses Ekstraksi Percobaan II ... 40

(22)

Gambar 24. Grafik Pindah Panas pada Permukaan

Alat pada Proses Ekstraksi Percobaan III ... 41 Gambar 25. Grafik Pindah Panas dari Permukaan

Luar Alat pada Percobaan Destilasi I ... 43 Gambar 26. Grafik Pindah Panas dari Permukaan

Luar Alat pada Percobaan Destilasi II ... 44 Gambar 27. Grafik Pindah Panas dari Permukaan

Luar Alat pada Percobaan Destilasi III ... 45

(23)

Lampiran 1. Gambar Teknik Chamber Ekstraksi dan Destilasi ... 53 Lampiran 2. Gambar Teknik Alat Penyuling Minyak Alpukat ... 54 Lampiran 3. Gambar Teknik Ketel dan Kondensor ... 55 Lampiran 4. Produksi dan luas lahan alpukat secara regional dan dunia . 56 Lampiran 5. Data percobaan I ... 57 Lampiran 6. Data percobaan II ... 59 Lampiran 7. Data percobaan III ... 61 Lampiran 8. Penghitungan nilai energi listrik terpakai ... 63 Lampiran 9. Penghitungan energi terpakai untuk

menaikkan suhu air pemanas ... 65 Lampiran 10. Penghiutngan energi terpakai untuk

menaikkan suhu bahan di dalam Chamber ... 65 Lampiran 11. Penghitungan pindah panas pada permukaan luar alat ... 66 Lampiran 12. Penghitungan jumlah energi

terbuang dari permukaan luar alat ... 72 Lampiran 13. Penghitungan effisiensi kondensor ... 73

(24)

A. LATAR BELAKANG

Indonesia adalah negara yang kaya akan potensi sumber daya alam, baik sumber daya alam hayati maupun karunia alam lainnya. Tanaman dan buah-buahan seperti alpukat termasuk ke dalam sumber daya alam hayati yang berlimpah. Iklim Indonesia dan kondisi tanah yang banyak mengandung humus memungkinkan tanaman alpukat tersebar di banyak daerah di Indonesia. Karena penyebaran tanaman ini sangat luas maka daerah terpencil sukar menjual hasilnya dalam keadaan baik.

Minyak alpukat merupakan salah satu alternatif pengolahan buah alpukat, bisa dipakai untuk menaikkan umur simpan dan nilai ekonomis produk. Minyak alpukat bisa digunakan sebagai bahan baku kosmetik. Harga minyak alpukat lebih tinggi dari alpukat segar, minyak alpukat (avocado oil) termasuk ke dalam minyak atsiri (essential oil, volatile oil). Di pasar dunia minyak atsiri merupakan komoditi yang mempunyai nilai ekonomis tinggi. Permintaan pasar dunia akan minyak atsiri yang cenderung meningkat menjadi salah satu alasan penting untuk memproduksi minyak alpukat.

Sebagian besar teknologi pembuatan minyak atsiri di Indonesia tampak masih tetap menggunakan cara tradisional sehingga keadaan tersebut berpengaruh terhadap kuantitas dan kualitas produk minyak yang dihasilkan. Petani-petani pengusaha minyak atsiri cenderung masih menerapkan cara pembuatan minyak dengan teknologi yang diajarkan oleh penjajah lebih dari seabad yang lalu.

Perkembangan teknologi yang semakin canggih lebih menuntut masyarakat mengetahui sesuatu yang berhubungan dengan teknologi, terutama untuk menghasilkan produksi yang tinggi dengan hasil yang berkualitas. Penggunaan teknologi yang dilakukan oleh berbagai negara dalam berbagai bidang telah membuat pertumbuhan ekonomi dan kesejahteraan penduduk yang semakin meningkat.

Terdapat keterkaitan antara teknologi yang diterapkan dengan data di BPS pada tahun 1992 tentang kontribusi nilai ekspor minyak atsiri terhadap nilai ekspor non-migas. Sepanjang tahun 1985-1990 kontribusi nilai ekspor minyak atsiri tidak lebih dari 0.75 % dari nilai ekspor non-migas. Padahal bila

(25)

dilihat dari segi kekayaan alam, Indonesia kaya akan tanaman yang menjadi bahan baku pembuatan minyak atsiri.

Dari 70 jenis minyak yang diperdagangkan di pasar dunia pada tahun 1994, 40 jenis di antaranya bisa diproduksi di Indonesia. Maka selain faktor budidaya tanaman, faktor teknologi proses pembuatan dan pengola han minyak atsiri perlu dikembangkan dengan harapan bisa meningkatkan kuantitas dan kualitas minyak atsiri domestik.

Pada tahun 2003 Agus Sutejo telah membuat alat untuk membuat minyak dari buah jeruk limo dengan metoda uap langsung pada suhu yang terkontrol dengan memanfaatkan energi listrik sebagai sumber energi. Dengan merubah bentuk ruang ekstraksi, alat ini bisa digunakan untuk membuat minyak atsiri dengan metode pelarutan oleh pelarut organik, sehingga alat bisa lebih luas pemanfaatannya dan potensi sumber daya alam yang tersedia bisa lebih dimanfaatkan.

B. TUJUAN

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mendesain dan membuat chamber ekstraksi dan destilasi pembuat minyak alpukat dengan teknik penyulingan menggunakan pelarut heksan (C6H14).

2. Menguji kinerja alat dan menghitung nilai effisiensi alat pada kapasitas laboratorium.

3. Menghasilkan minyak alpukat tanpa menguji mutu minyak lebih lanjut.

II. TINJAUAN PUSTAKA

(26)

Total produksi alpukat dunia dari tahun ke tahun menurut data dari FAO yang dikeluarkan pada tahun 2001 selalu menunjukkan peningkatan. Pada tahun 1961 total produksi dunia mencapai 697 900 ton dengan luas total areal tanam 76 800 ha, angka ini meningkat menjadi 2 303 400 ton total produksi dan 339 100 ha total luas tanam pada tahun 1996 dengan rata-rata peningkatan total produksi sebesar 19% dan rata-rata perluasan lahan sebesar 24%. Pada kurun waktu yang sama rata-rata peningkatan total produksi Asia dan rata -rata perluasan lahan di Asia adalah 37% dan 35%, ini bisa dilihat pada Lampiran 1.

Jumlah produksi alpukat Indonesia dari kurun waktu 1961 – 1996 menjadi nomor satu di Asia. Pada tahun 1996 produksi buah alpukat Indonesia mencapai 143 200 ton atau lebih dari 45% total produksi Asia, sedangkan produksi Israel yang merupakan negara ke dua penghasil terbesar di Asia pada tahun yang sama mencapai 75 900 ton atau kurang dari 60% total produksi Indonesia. Pada tahun yang sama jumlah produksi Asia menyumbang sekitar 14 % dari total produksi dunia.

Tabel 1. Total produksi alpukat di beberapa negara di Asia (FAOSTAT, 2001) Total produksi selama kurun waktu 1961-1996 (‘000 t)

Negara

1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996

Cina - - - 45.0

Siprus 0.04 0.05 0.06 0.06 0.06 0.5 0.83 1.4 Indonesia 30.0 50.0 28.0 44.0 72.2 71.1 91.4 143.2 Israel 0.8 2.3 7.6 18.5 8.0 68.0 52.7 75.9 Filipina 13.3 15.9 15.2 24.0 25.3 21.9 22.0 45.8

Turki - - - 0.1 0.2

Alpukat berasal dari bagian tropis benua Amerika dan telah menyebar ke seluruh bagian tropis dan sub-tropis bumi di abad ke-19. Di antara buah-buahan, rasa alpukat unik. Rasanya bukan manis atau masam, tetapi rasanya seperti kacang-kacangan. Rasa ini berasal dari daging buah yang konsistensinya menyerupai mentega.

Alpukat dapat ditanam di dataran rendah sampai dataran tinggi dengan bentangan elevasi 0-1000 dpl dan dapat ditanam di hampir semua iklim dari

(27)

daerah beriklim A1 sampai dengan daerah berikim C, dengan syarat ketersediaan air tanah ada di antara 50-200 cm (Baga, 1999)

Buah alpukat bentuknya bulat sampai lonjong, beratnya dari 300 gr sampai 800 gr perbuah dan berbiji tunggal. Daging buah terlepas dari biji, hanya dilapisi oleh selaput kulit biji yang tebal, setelah buah alpukat tua benar atau matang pohon, apabila digoyang akan mengeluarkan suara (kopla k), selaput bijinya akan berubah menjadi coklat keabu-abuan atau mudah terlepas dari bijinya. Warna buah ada yang hijau-ungu sampai merah kehitaman. Daun alpukat bisa dipakai sebagai obat sakit pinggang dan batang pohonnya baik untuk bahan bangunan namun mempunyai energi yang rendah bila dipakai sebagai kayu bakar. (Soenarjono, 1998)

Masih menurut Soenarjono, sentra produksi buah alpukat tersebar di tiga pulau, yakni Pulau Jawa (Jawa Barat dan Jawa Timur), Pulau Sumatera (Sumatera Barat dan Sumatera Utara) dan Nusa Tenggara. Cikajang, Garut, Bandung dan Lembang menjadi sentra produksi buah alpukat untuk daerah Jawa Barat; untuk daerah Jawa Timur sentra produksi alpukat terdapat di Lodoyo, Pacitan, Sukowono, Waru, Magetan, Pasuruan dan Ngawi; untuk derah Sumatera terletak di Pariaman (Sumatera Barat) dan Kerinci (Sumatera Utara); sedangkan untuk wilayah Nusa Tenggara terdapat di daerah Timor Tengah (Nusa Tenggara Timur)

Kadar lemak akan bertambah dengan cepat pada masa pertumbuhan buah alpukat sebelum matang, tetapi pada waktu tahap matang pertambahan kadar lemak menjadi lambat dan berhenti. Biji buah alpukat menghasilkan cairan seperti susu yang baunya seperti almond. Cairan ini akan berubah warnanya menjadi hitam-merah dan pada waktu bangsa Spanyol menaklukkan Amerika Selatan digunakan sebagai tinta yang tak dapat dimakan.

Alpukat mampu menurunkan resiko terkena stroke dan serangan jantung, karena alpukat merupakan satu-satunya buah yang kaya lemak, bahkan kadarnya lebih dari dua kali kandungan lemak dalam durian. Lemak alpukat termasuk lemak sehat, karena didominasi asam lemak tak jenuh tunggal oleat yang bersifat antioksidan kuat. Lemak alpukat membantu menurunkan kadar

(28)

"kolesterol jahat" LDL sambil menaikkan "kolesterol baik" HDL, sehingga secara nyata menekan resiko terkena stroke dan serangan jantung.

Tabel 2. Kandungan lemak dalam beberapa buah-buahan (Gayo, 1994)

Buah Kadar lemak (% bb)

Mangga 0.2

Pisang 0.2

Cempedak 0.4

Manggis 0.6

Durian 3.0

Alpukat 6.5

Berbeda dari buah-buahan lain, alpukat hampir tidak mengandung pati, sedikit mengandung gula buah, tapi berlimpah serat selulose. Faktor ini menjadikan alpukat dianjurkan sebagai bagian dari menu untuk mengendalikan diabetes.

Gambar 1. Buah Alpukat Segar.

Zat besi dan zat tembaga yang berlimpah membuat alpukat penting dalam pembentukan sel darah merah dan pencegahan anemia gizi. Paduan antara vitamin C, vitamin E, zat besi, kalium dan mangannya menjadikan alpukat baik untuk menjaga kesehatan kulit dan rambut. Dengan adanya asam folat dan vitamin B, serta vitamin-vitamin B lainnya, alpukat ideal untuk merangsang pembentukan jaringan kolagen. Komposisi kimia buah alpukat dapat dilihat pada Tabel 3.

(29)

Tabel 3. Komposisi kimia per 100 gram buah alpukat segar (Knight, 2001 dan Setyaningsih, 1997)

Kadar Komponen

Watt dan Merril 1975

Setyaningsih (1997)

Air (gr) 73.6 81.9

Energi (kcal) 171.0 -

Protein (g) 2.2 2.3

Lemak 17.0 6.6

Karbohidrat (g) 6.0 7.4

Serat (g) 1.5 1.1

Mineral (mg) : Kalsium Phosfor Zat besi Sodium Potasium

10.0 42.0 0.6 4.0 604.0

- - - - - Vitamin (iµ untuk A lainnya mg) :

A Thiamin Riboflavin Niasin

290.0 0.1 0.2 1.6

- - - -

B. EKSTRAKSI

Menurut S. Ketaren (1986), ekstraksi adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Adapun cara ekstraksi ini bermacam-macam, yaitu rendering (dry rendering dan wet rendering), mechanical expression dan solvent extraction.

(30)

Pada semua cara rendering, penggunaan panas adalah suatu hal yang spesifik, yang bertujuan untuk menggumpalkan protein pada dinding sel bahan dan untuk memecahkan dinding sel tersebut sehingga mudah ditembus oleh minyak atau lemak yang terkandung di dalamnya.

a. Wet Rendering

Wet rendering adalah proses rendering dengan penambahan sejumlah air selama berlangsungnya proses tersebut. Cara ini dikerjakan pada ketel yang terbuka atau tertutup dengan menggunakan temperatur yang tinggi serta tekanan 40 sampai 60 pound tekanan uap (40 – 60 psi). Penggunaan temperatur rendah dalam proses wet rendering dilakukan jika diinginkan flavor netral dari minyak atau lemak. Bahan yang akan diekstraksi ditempatkan pada ketel yang dilengkapi dengan pengaduk, kemudian air ditambahkan dan campuran tersebut dipanaskan perlahan-lahan sampai suhu 50oC sambil diaduk. Minyak yang terekstraksi akan naik dan kemudian dipisahkan. Proses wet rendering dengan menggunakan temperatur rendah kurang begitu populer, sedangkan proses wet rendering dengan menggunaka n temperatur yang tinggi disertai uap air dipergunakan untuk memperoleh minyak atau lemak dengan jumlah yang besar. Peralatan yang digunakan adalah autoclave atau digester. Air dan bahan yang akan diekstraksi dimasukkan ke dalam digester dengan tekanan uap air sekitar 40 sampai 60 pound selama 4 – 6 jam.

b. Dry Rendering

Dry rendering adalah cara rendering tanpa penambahan air selama proses berlangsung. Dry rendering dilakukan dalam ketel yang terbuka dan diperlengkapi dengan steam jacket serta alat pengaduk (agitator). Bahan yang diperkirakan mengandung minyak atau lemak dimasukkan ke dalam ketel tanpa penambahan air. Bahan tadi dipanasi sambil diaduk. Pemanasan dilakukan pada suhu 1050C – 1100C. Ampas bahan yang telah diambil minyaknya akan diendapkan pada dasar ketel. Minyak atau lemak yang dihasilkan dipisahkan dari ampas yang telah mengendap dan pengambilan minyak dilakukan dari bagian atas ketel.

(31)

2. Pengepresan Mekanis (Mechanical Expression)

Pengepresan mekanis merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak terutama untuk bahan yang berasal dari biji-bijian, cara ini dilakukan untuk memisahkan minyak dari bahan yang berkadar minyak tinggi (30% - 70%). Pada pengepresan mekanis diperlukan perlakuan pendahuluan sebelum lemak atau minyak dipisahkan dari bijinya. Perlakuan pendahuluan tersebut mencakup pembuatan serpih, perajangan, dan penggilingan serta tempering atau pemasakan.

a. Pengepresan Hidraulik (Hydraulic Pressing)

Pada cara hydraulic pressing bahan ditekan dengan tekanan sekitar 140.6 kg/cm2 atau setara dengan 136 atm. Banyaknya lemak atau minyak yang dapat diekstraksi tergantung dari lamanya pengepresan, tekanan yang dipergunakan, serta kandungan minyak dalam bahan asal. Sedangkan banyaknya minyak yang tersisa pada bungkil bervariasi sekitar 4 sampai 6 persen, tergantung lamanya bungkil ditekan di bawah tekanan hidraulik.

b. Pengepresan Berulir (Expeller Pressing)

Cara expeller pressing memerlukan perlakuan pendahuluan yang terdiri dari proses tempering atau pemasakan. Proses pemasakan berlangsung pada temperatur 115.50C dengan tekanan sekitar 15-20 ton/inch2, kadar air minyak atau lemak yang dihasilkan sekitar 2.5% -3.5%, sedangkan minyak tersisa pada bungkil sekitar 4% -5%.

3. Ekstraksi dengan Pelarut (Solvent Extraction)

Prinsip dari proses ini adalah ekstra ksi dengan melarutkan minyak dalam pelarut minyak dan lemak. Pada cara ini dihasilkan bungkil dengan kadar minyak yang rendah yaitu sekitar 1 persen atau lebih rendah, dan mutu minyak kasar yang dihasilkan cenderung meyerupai hasil dengan cara expeller pre ssing karena sebagian fraksi bukan minyak akan ikut terekstraksi. Pelarut minyak atau lemak yang biasa dipergunakan dalam proses ekstraksi dengan pelarut menguap adalah petroleum eter, gasoline karbon disulfida, karbon tetraklorida, benzena dan n-heksan.

(32)

Pelarut yang umum digunakan adalah pelarut heksan. Heksan adalah senyawa hidrokarbon gugus alkana. Alkana adalah senyawa nonpolar, akibatnya gaya tarik menarik antar molekul lemah. Alkana rantai lurus sampai dengan butana adalah gas pada suhu kamar, sementara alkana C5 sampai dengan C17 berbentuk cairan, sedangkan alkana rantai lurus dengan 18 atau lebih atom C adalah padat. (Fessenden dan Fessenden, 1982).

Heksan (C6H14) berwujud cair, tidak berwarna dan berbau,

mempunyai berat jenis kurang dari 0.66 kg/l dan mendidih pada suhu 68.9oC.

C. MINYAK ALPUKAT

Minyak alpukat termasuk ke dalam minyak atsiri atau lebih sering dikenal dengan nama essential oil, yakni minyak yang berasal dari tumbuh-tumbuhan dengan titik uap pada suhu kamar, tanpa mengalami dekomposisi. Minyak alpukat tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik (S. Ketaren, 1990).

Minyak alpukat mudah dicerna dan tidak banyak mengandung asam lemak jenuh. Perbandingan antara kadar asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh adalah 22 : 78 (Rismunandar, 1986). Minyak ini dapat digunakan pada industri kosmetika sebagai komponen pelembab dalam pembuatan sabun, shampo, dan juga krim wajah. Namun, sebelum digunakan sebaiknya minyak alpukat kasar dimurnikan terlebih dahulu.

Berdasarkan penelitian Tri Ariani Retnasari pada tahun 2000, ada dua metode yang dapat digunakan untuk memproduksi minyak alpukat dari daging buah alpukat. Cara tersebut adalah ekstraksi dengan menggunakan pelarut dengan sebelumnya dilakukan pengeringan terhadap daging buah alpukat segar terlebih dahulu dan ekstraksi secara mekanis dengan menggunakan pres hidraulik.

Skema pembuatan minyak alpukat dengan dua metode di atas bisa dilihat pada Gambar 2.

Buah alpukat

Pengupasan Kulit & biji

Perajangan Daging buah

(33)

Gambar 2. Diagram Alir Proses Pembuatan Minyak Alpukat (Retnasari, 2000).

1. Pengaruh Bahan Baku dan Suhu Pengeringan terhadap Rendemen Minyak Alpukat

Jenis alpukat yang dipakai, komposisi kandungan zat dalam daging buah dan suhu pengeringan mempengaruhi rendemen dan mutu minyak alpukat yang dihasilkan. Jenis alpukat yang paling banyak ditemukan di pasar adalah alpukat jenis hijau panjang, hijau lonjong dan hijau bulat.

Pada tahun 2000 Malau melakukan penelitian untuk mengetahui hubungan antara jenis alpukat dengan mutu dan rendemen yang diperoleh. Jenis alpukat yang dipakai adalah alpukat hijau panjang, hijau lonjong dan hijau bulat, alasan pemilihan ketiga jenis alpukat ini karena ketiga jenis alpukat ini mudah dijumpai di pasar. Alpukat diperoleh dari daerah Garut. Sifat fisik ketiga jenis alpukat bisa dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Sifat fisik 3 buah jenis alpukat (Malau, 2000) Jenis alpukat Parameter

(34)

13.7 _13.45 7.852 12.71 10.34 7.9 12.68 11.7 6.71 2 4 6 8 10 12 14 16

Rendemen (% bb)

Buah Segar Bobot (gr) Panjang (cm) Bentuk buah Warna kulit 215.0 13.5

Ujung bulat, pangkal agak mengecil. Hijau tua dan agak merah tua di pangkal buah. 272.3 9.2 Ujung bulat, pangkal tumpul. Kuning berbintik coklat, kasar. 294.8 12.0 Ujung tumpul, pangkal mengecil, leher pendek. Hijau tua Kulit Bobot (gr)

Tebal (mm) 25.0 1.0 32.9 1.0 32.3 1.5

Daging buah Bobot (gr) Tebal (cm) Warna 161.0 1.1 Kuning kehijauan 169.7 1.1 Kuning 209.1 1.4 Kuning kehijauan Biji Bobot (gr) Diameter (cm) 29.0 4.5 x 3.5

69.7 4.5 x 4.0

53.4 4.0 x 4.0

Dari ketiga jenis alpukat di atas, alp ukat hijau panjang merupakan jenis alpukat yang mempunyai bobot daging buah per berat keselurahan tertinggi, yakni sekitar 75% kemudian alpukat hijau lonjong sebesar 71% dan yang terakhir alpukat jenis hijau bulat dengan rasio berat daging buah per berat keseluruhannya sebesar 62%.

Hubungan antara bahan baku dan suhu pengeringan, masing-masing dalam sekali percobaan disajikan pada Gambar 3.

(35)

Gambar 3. Grafik Rendemen Minyak Alpukat pada Beberapa Jenis Alpukat dan Suhu Pengeringan Berbeda (Malau, 2000).

Pada gambar di atas bisa dilihat bahwa pada suhu pengeringan 600C rendemen ketiga jenis alpukat mempunyai nilai yang tinggi dari pada rendeman pada suhu pengeringan 650C dan 700C. Rata-rata nilai rendemen tertinggi diperoleh dari alpukat jenis hijau panjang, kemudian hijau lonjong dan yang terakhir hijau bulat.

Rendemen minyak alpukat yang diperoleh berbanding lurus dengan rasio antara bobot daging buah dan bobot buah secara keseluruhan.

2. Pengaruh Cara Ekstraksi dan Tebal Rajangan terhadap Rendemen Minyak Alpukat

Metode pengambilan minyak dari buah alpukat kering mempengaruhi banyaknya rendeman yang ada. Cara pengambilan minyak dari daging buah alpukat menurut Retnasari pada tahun 2000 ada dua cara, yang pertama adalah pengambilan dengan cara pengepresan hidrolik dan dengan melarutkannya dengan pelarut organik, pelarut organik yang dipakai adalah heksan. Pengambilan minyak dengan pelarut heksan dilakukan pada suhu 500C selama 30 menit, sedangkan dengan pres hidrolik dilakukan dengan memberikan tekanan sebesar 150-200 bar selama 2-3 menit.

Pengaruh cara ekstraksi dan tebal rajangan terhadap rendemen minyak alpukat disajikan pada Gambar 4.

Dari gambar di bawah diperoleh informasi bahwa cara ekstraksi dengan menggunakan pelarut heksan rata -rata mempunyai rendemen

(36)

13.82

7.65

14.75

4.5

1.97 2.44

3.38 4.87

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Bubur 1-3 mm 4-6 mm 7-9 mm

Tebal Rajangan

Rendemen (%bb)

Pelarut Heksan Hydroulic Presser

yang lebih tinggi dari pada cara ekstraksi dengan menggunakan pres hidrolik. Rendemen tertinggi diperoleh dengan kombinasi ekstraksi dengan pelut dan tebal rajangan 4-6 mm, yakni sebesar 14.75% bb.

Gambar 4. Grafik Rendemen Minyak Alpukat pada Beberapa Cara Ekstraksi dan Tebal Rajangan Berbeda (Retnasari, 2000). Cara ekstraksi dengan menggunakan pelarut menguap tergantung kepada jenis pelarut dan lama suhu pada saat proses berlangsung, sedangkan pada ekstraksi dengan pres hidrolik tergantung pada lama dan besarnya tekanan yang diberikan selama proses.

D. PERANCANGAN (DESAIN)

Menurut Harsokoesoemo (1999) perancangan adalah kegiatan awal dari usaha merealisasikan suatu produk yang keberadaannya dibutuhkan oleh masyarakat untuk meringankan hidupnya. Perancangan itu sendiri berlangsung melalui serangkaian kegiatan yang berurutan. Kegiatan-kegiatan dalam proses perancangan dinamakan fase. Fase–fase proses perancangan tersebut dapat digambarkan pada suatu diagram alir perancangan seperti yang terlihat pada Gambar 5.

Identifikasi kebutuhan

Analisis masalah, spesifikasi produk dan perancangan proyek

(37)

Gambar 5. Diagram Alir Proses Perancangan (Harsokoesoemo, 1999). Pada saat merancang, ide atau desain hasil perancangan disesuaikan dengan teknik pabrikasi yang ada. Pemilihan bahan dan biaya pabrikasi perlu diperhatikan agar desain bisa optimal pada tingkat pilihan bahan dan biaya pabrikasi yang ada.

(38)

A. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN

Pencarian bahan dan pembuatan ruang ekstraksi serta destilasi minyak alpukat dengan pelarut heksan dilakukan pada akhir bulan Juni 2005. Pembuatan dilakukan di bengkel milik Bapak Agus Sutejo, di Cibeureum.

Percobaan pembuatan minyak alpukat dan pengambilan data di lakukan pada bulan Juli-Agustus 2005 di Laboratorium AP4 dan Metatron, Leuwi Kopo.

B. METODOLOGI PENELITIAN

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah plat baja setebal 1 mm dan panci stainless steel, varietas alpukat hijau lonjong dalam keadaan hampir matang dan heksan yang diperoleh dari pasar. Sedangkan peralatan yang digunakan, antara lain : las listrik, las karbit serta peralatan perbengkelan lainnya, pengering tipe rak, destilator minyak jeruk limo, thermocouple, recorder digital, gelas ukur dan timbangan digital.

C. PARAMETER YANG DIUKUR

1. Massa Bahan

Pengukuran massa bahan meliputi massa awal sebelum pengeringan, massa selama periode pengeringan, massa akhir pengeringan, massa awal ekstraksi, massa akhir ekstraksi, massa awal destilasi dan massa akhir destilasi. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan timbangan pegas berkapasitas 5 kg dan timbangan digital.

2. Kadar Air

Pengukuran kadar air bahan dalam proses pengeringan meliputi kadar air awal dan kadar air akhir. Pengukuran kadar air awal menggunakan metode oven. Pengeringan dihentikan apabila rata-rata kadar air bahan sudah mencapai 10-15 % bb.

(39)

Pengukuran suhu meliputi suhu udara lingkungan, suhu bagian bawah ketel, suhu lapisan film bagian bawah ketel, suhu dinding ketel, suhu lapisan film dinding ketel, suhu tutup ketel, suhu lapisan film tutup ketel, suhu air pemanas, suhu uap masuk kondensor, suhu air pendingin masuk, suhu air pendingin keluar, dan suhu destilat.

Untuk masing-masing pengukuran suhu dilakukan setiap 3 menit sekali untuk proses ekstraksi dan destilasi. Pengukuran dilakukan menggunakan thermocouple tembaga dan recorder digital. Untuk mengukur suhu permukaan luar alat, thermocouple ditempelkan langsung ke permukaan yang bersangkutan dan untuk mengukur suhu udara di sekitar permukaan (film), thermocouple dipasang menggantung sejauh ± 2 cm dari permukaan yang bersangkutan.

4. Pengukuran Waktu

Pengukuran waktu meliputi waktu pengeringan bahan dari kadar air awal sampai kadar air yang diinginkan, waktu yang diperlukan selama proses ekstraksi dan waktu yang diperlukan selama proses destilasi. Waktu ekstraksi dan waktu destilasai dihitung dengan mencatat waktu pada saat dimulai dan dihentikannya proses.

5. Volume Air Pemanas

Volume air pemanas dicari dengan menggunakan takaran. Volume air diperlukan untuk mengetahui massa air pemanas yang diperlukan.

6. Kebutuhan Energi Listrik

Kebutuhan energi listrik dilakukan setiap 3 menit sekali pada proses ekstraksi dan proses destilasi.

7. Kebutuhan Air Pendingin

Kebutuhan air pendingin untuk mengkondensasi uap heksan dihitung berdasarkan banyaknya air yang digunakan selama proses destilasi dengan cara menghitung debit air keluar kondensor selama proses destilasi.

(40)

Secara garis besar mesin terdiri dari ruang ekstraksi sekaligus ruang penyulingan, ruang pemanas air, kontrol panel dan heater electric, pipa uap dan kondensor.

Gambar 6. Bagian-Bagian Alat Penyuling Minyak Alpukat 1. Wadah (Chamber) Ekstraksi dan Destilasi

Wadah ini berfungsi sebagai ruang atau ruang untuk mengambil (ekstraksi) minyak dalam alpukat dengan menggunakan pelarut heksan dan penyulingan (destilasi) heksan dari misela. Wadah terbuat dari lembaran steinless steel yang dibuat berbentuk panci, diameter dalam 200 mm dengan tebal bahan 1 mm dan tinggi 193 mm.

2. Ketel

Berfungsi sebagai wadah tempat air pemanas pada proses ektraksi dan destilasi. Berbentuk silinder sepanjang 440 mm dan alas berbentuk setengah bola dengan diameter 243 mm. Ruang ini terbuat dari bahan stainless steel setebal 5 mm.

3. Kontrol Panel

Terdiri dari kontaktor, thermocouple dan kontrol suhu, bel serta kontrol waktu. Kontrol suhu menjaga agar suhu di ruang ekstraksi dan destilasi terjaga sesuai dengan suhu yang diinginkan. Bila suhu ruang berada di atas suhu yang diinginkan kontaktor akan mematikan pemanas

6 1

2 4 3

(41)

dan sebaliknya. Kontrol waktu berfungsi sebagai pengatur waktu keluarnya bunyi dari bel sebagai pengingat.

4. Pemanas Elektrik (Heater)

Pemanas berfungsi sebagai penghasil panas. Panas dari heater digunakan untuk memanaskan air yang kemudian dikonduksikan ke wadah (chamber) ekstraksi dan destilasi yang akan diteruskan untuk memanaskan campuran alpukat dan heksan pada proses ekstraksi dan misela pada proses destilasi. Pemanas menggunakan sumber tegangan AC dengan tegangan 220 V.

5. Pipa Uap

Terpasang di antara tutup ketel dan kondensor. Terbuat dari bahan stinless steel, mempunyai panjang 465 mm dengan diameter luar 21.6 mm, di bagian ujung yang menuju kondensor dipasangi keran dan mur penyambung atau pemutus pipa dari ruang air pemanas ke kondensor. 6. Kondensor

Berfungsi sebagai pengembun uap heksan selama proses destilasi berlangsung. Aliran uap dan aliran air pendingin saling berlawanan.

Gambar 7. Foto Alat Penyuling Minyak Atsiri.

(42)

1. Desain dan Pembuatan Wadah Ekstraksi dan Destilasi

Mesin penyuling jeruk limo didesain untuk mengambil minyak dari bahan yang diduga mengandung minyak dengan cara penguapan langsung dengan uap air, minyak dari bahan dibawa langsung oleh uap air pemanas.

Tahap pertama dilakukan desain dan pembuatan wadah ekstraksi dan destilasi minyak alpukat. Wadah dibuat dari bahan yang mudah menghantarkan panas dan tidak berkarat.

2. Perlakuan terhadap Alpukat

Alpukat yang digunakan dalam percobaan adalah alpukat hijau lonjong sebanyak 9 kg buah segar. Sebelum diekstrak alpukat diiris-iris telebih dahulu dengan ketebalan 2-4 mm, ini dimaksudkan agar waktu pengeringan bisa berlangsung cepat. Adapun proses pengolahan terhadap alpukat bisa dilihat pada bagan di bawah ini.

Gambar 8. Perlakuan terhadap Alpukat.

a. Pengeringan

Buah

Pengupasan Kulit & biji

Pengirisan Pengeringan

Daging buah

Penghancuran

Penyaringan Ampas

Misela

Destilasi Heksan Minyak alpukat

(43)

Daging buah alpukat yang telah dikupas dan dipisahkan bijinya dikeringkan dengan menggunakan pengering tipe rak berbahan bakar LPG dengan suhu 600C. Pengeringan dilakukan di AP4.

b. Penghancuran

Penghancuran dilakukan dengan menggunakan blender. Dilakukan sebelum alpukat diekstrak, bertujuan untuk memperluas permukaan alpukat yang akan bersentuhan langsung dengan pelarut agar pelepasan minyak terkandung dalam alpukat bisa optimal.

c. Ekstraksi

Ekstraksi dilakukan dengan mencampurkan alpukat dengan pelarut heksan (C6H14), pemilihan heksan sebagai bahan pelarut didukung oleh

titik didih heksan yang tinggi bila dibandingkan dengan pelarut lainnya, sehingga pada waktu proses ekstraksi chamber bisa dipanaskan secara optimal dan juga karena heksan tergolong murah dan mudah didapatkan bila dibandingkan dengan jenis pelarut lainnya. Proses ekstraksi berlangsung selama 30 menit dengan bahan terekstrak dikontrol pada suhu 450C. Selama proses ekstraksi berlangsung kegiatan pengikatan molekul minyak dalam buah oleh heksan, karena ikatan antar molekul heksan lemah maka molekul heksan aka n mengikat molekul minyak. d. Penyaringan

Penyaringan dilakukan setelah proses ekstraksi selesai, dilakukan untuk mengambil misela (campuran heksan dan minyak alpukat) dari campuran pada ekstraksi. Dari hasil penyaringan diperoleh ampas, ampas dipisahkan dari misela dengan ca ra diperas secara manual.

e. Destilasi

Tahap terakhir dari proses pengambilan minyak alpukat adalah destilasi. Pemanasan dilakukan untuk memisahkan minyak alpukat kasar dari pelarut heksan dalam misela. Agar heksan sepenuhnya bisa menguap dengan tekanan yang tidak dimodifikasi (1 atm) maka misela harus dipanaskan di atas titik didih heksan, sehingga minyak akan tertinggal di dalam chamber sedangkan heksan menguap dan kemudian

(44)

(1) .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2

1 _

  

  − =

L T T k A Q

dikondensasikan oleh kondensor. Misela hasil ekstraksi yang masih mengandung pelarut heksan dipanaskan pada suhu 750C

F. ANALISIS TEKNIK

Analisis teknik dilakukan untuk menentukan bahan, bentuk, dan biaya pabrikasi wadah ekstraksi dan destilasi. Wadah akan disimpan di dalam tabung pemanas air, sebagai tempat proses ekstraksi dan destilasi.

Dengan menjadikan air pemanas sebagai sumber panas dan dinding serta alas wadah sebagai penghantar panas ke bahan, penghantaran panas dari air pemanas ke bahan di dalam wadah terjadi secara konduksi,. Persamaan konduksi secara umum seperti terlihat pada Persamaan 1.

dimana :

Q = laju aliran energi panas (W) K = angka konduksi (W/mK) A = luas penampang (m2)

T1-T2 = perbedaan temperatur antara dua ujung batang (K) L = tebal atau panjang (m)

Tahapan berikutnya adalah analisis tentang cara me nyimpan wadah di dalam tabung yang terisi air. Agar keliling dinding luar wadah bisa tertutup air, maka wadah disimpan dengan cara memberikan tekanan paksaan untuk menyeimbangkan tekanan dari permukaan air yang berpindah ke sekeliling dinding wadah. Gaya reaksi ini besarnya tidak boleh kurang dari gaya tekan ke atas oleh air, atau dengan kata lain :

P1 P1

(45)

(

)

_x _..._..._..._..._..._...₍₂₎ x 2 2 2 2 2 1 2 ρ π π π i o i o i air r g L r r r g m A F P P P − ≥ ≥ ≥ ≥ ...(3) ... ... ... ... ... ... ... ... % 100 × + = a p a W W W m dimana :

P2 = tekanan reaksi (N/m2) P1 = tekanan aksi (N/m2) F = gaya tahanan air (N)

A = luas alas wadah yang menekan air (m2₎

mair= massa air berpindah ke sekeliling dinding wadah (kg) g = percepatan grafitasi (9.8 m/s2)

ri = jari-jari chamber (m) ro = jari-jari ketel (m)

Lo = tinggi air di sekeliling luar wadah dari dasar wadah (m) ñ = massa jenis air (kg/m3)

G. ANALISIS DATA

Analisis data dilakukan dengan menganalisis persamaan-persamaan yang digunakan dalam memperhitungkan hasil uji teknis dari sistem pada saat ekstraksi dan destilasi.

1. Kadar Air

Dalam memperhitungkan kadar air awal dan akhir bahan dilakukan dengan menggunakan persa maan :

Dimana :

m = kadar air basis basah (% bb) Wa = berat air (gr)

(46)

(

T₀ T

)

...(4) hA

q= −

(5) ... ... ... ... ... ... ... ... ...       = d K N h u (5) ... ... ... ... ... ... ... ... ...       = d K N h u

(

)

(

0.469_Pr

)

...(7) 1 Pr Gr 589 . 0 2 9 4 16 9 4 1     + + = u N

(

0.559Pr

)

...(6)

1 Pr 387 . 0 60 . 0 6 1 9 16 16 9 2 1                   + + = Gr Nu

2. Kehilangan Energi pada Permukaan Alat

Kehilangan energi berupa energi panas dari mesin penyuling yang dikonveksikan ke udara bebas. Dengan menggunakan persamaan konveksi bebas :

Dimana :

q = panas yang hilang, Kj

h = koeffisien konfeksi udara lingkungan, W/m2 oC A = luas permukaan mesin, m2

To = suhu dinding luar, oC T = suhu udara lingkungan, oC

Untuk menganalisis energi panas terbuang oleh permukaan luar, mesin dibagi ke dalam 4 bagian. Masing-masing bagian dianalisis energi panas yang hilangnya dengan Persamaan 4. bagian-bagian tersebut adalah : 1. Bagian pipa penyaluran uap

Menggunakan persamaan dari Churchill dan Chu (Holman, 1997) Nu didapatkan dengan persamaan:

Untuk 10-5_{<Gr Pr<10}

2. Bagian tutup ketel

Menggunakan persamaan dari Churchill (Holman, 1997) Nu didapatkan dengan persamaan:

(47)

(

)

(

0.492_Pr

)

...(8) 1 Pr Gr 387 . 0 825 . 0 27 8 16 9 6 1 2 1     + + = u N (5) ... ... ... ... ... ... ... ... ...       = d K N h u (5) ... ... ... ... ... ... ... ... ...       = d K N h u

(

)

(

0.469_Pr

)

...(7) 1 Pr Gr 589 . 0 2 9 4 16 9 4 1     + + = u N ..(10) ... ... ... ... ... ... ... ... ... T C m q= ∆

Untuk Pr 0.5 dan Gr Pr <1011

3. Bagian dinding ketel

Menggunakan persamaan dari Churchill dan Chu (Holman, 1997) nilai Nu diperoleh dengan persamaan:

Untuk 10-1< Gr Pr <1012 4. Bagian alas ketel

Menggunakan persamaan dari Churchill (Holman, 1997) Nu didapatkan dengan persamaan:

Untuk Pr 0.5 dan Gr Pr <1011 3. Pemakaian Air Pendingin

m = ñ d t ………...(9) Dimana :

m = massa air pendingin (kg) ñ = massa jenis air (1000 kg/l) d = debit air pendingin (l/s) t = waktu pendinginan (s) 4. Energi untuk Menaikkan Suhu Air

Energi yang dipakai untuk menaikkan suhu air pemanas diperoleh melalui persamaan :

(48)

...(10) ...

... ... ... ... ... ... ... T C m q= ∆ Dimana :

q = Energi yang digunakan untuk menaikkan suhu air m = massa air (kg)

C = kalor jenis air

ÄT = perubahan suhu (0C)

5. Energi untuk Menaikkan Suhu Campuran Alpukat dan Heksan

Q total = Qa + q

a. Energi yang diperlukan untuk memanaskan alpukat kering

Cpp= 0.837 + 0.034 (W0) ………..(11) Qa = ma Cpp (Tmax-T0) ……….(12) Dimana :

Cpp = kalor jenis alpukat kering (kJ/kg 0C) W0 = kadar air alpukat kering (b.b)

Qa = energi untuk menaikkan suhu alpukat kering (kJ) ma = massa buah alpukat (kg)

Tmax = suhu tertingi selama pengeringan (0C) T0 = suhu awal alpukat kering

b. Energi yang dipakai untuk menaikkan suhu heksan

Dimana :

q = Energi yang digunakan untuk menaikkan suhu air (kJ) m = massa air (kg)

C = kalor jenis air (kJ/kg 0_C)

(49)

..(13) ... ... ... ... ... ... ... ... mH T

C m

q= ∆ +

6. Energi untuk Memanaskan dan Menguapakan Heksan dari Misela

Dimana :

Q = energi untuk memanaskan dan menguapkan heksan (kJ) M = massa heksan (l)

C = kalor jenis heksan (kJ/kg 0_C)

H = kalor laten penguapan heksan (kJ/kg) 7. Pemakaian Daya Listrik

Energi listrik diperoleh dengan mengukur tegangan dan arus yang mengalir ke pemanas (heater).

Pw = VI ………...…………(14) Dimana :

Pw = daya listrik terpakai (watt) I = arus AC (ampere)

(50)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. MODIFIKASI RUANG EKSTRAKSI

Modifikasi dilakukan pada bentuk dan letak wadah ekstraksi, karena cara ekstraksi minyak dari bahan pangan terdahulu (jeruk limo) dengan cara pengambilan minyak dari alpukat kali ini berbeda. Pengambilan minyak limo dilakukan dengan cara ekstraksi langsung oleh uap, caranya bahan pangan disimpan di rak yang berlubang yang ditempatkan di atas air yang mendidih, sedangkan cara pengambilan minyak alpukat didesain agar antara bahan pangan dan uap air tidak ada kontak langsung. Alpukat dicampurkan dengan heksan, campuran ini kemudian dipanaskan pada suhu 450C untuk ekstraksi dan 750C untuk destilasi.

Gambar 9. Rak dan Ruang Ekstraksi Minyak Jeruk Limo.

Wadah untuk menyimpan campuran alpukat dan heksan pada saat ekstraksi dan misela pada saat destilasi adalah sama, satu wadah. Pemilihan bahan dan peletakan wadah ditentukan dari matrik keputusan yang dibuat sebelum wadah dibuat. Matrik keputusan untuk wadah ekstraksi dan destilasi bisa dilihat pada Tabel 5.

(51)

Tabel 5. Matrik keputusan untuk wadah ekstraksi dan destilasi

Kriteria Nilai

Mudah dipasang 7

Mudah dilepas 7

Aman sewaktu dipasang 8 Aman sewaktu dilepas 8

Anti karat 8

Mudah perawatan 6

Ta han lama 6

Tidak berat 5

Murah 6

Tidak bereaksi dengan heksan 9

Untuk memenuhi kedua syarat paling atas dari tabel 5, chamber dilengkapi dengan pegangan pengangkat dan disimpan dengan jarak 75 mm dari bagian tutup, untuk memasang chamber ke ketel agar tidak terapung oleh air chamber (wadah) dikaitkan ke bagian penahan yang disobek sedalam 5 mm.

Agar tidak berkarat, Chamber terbuat dari bahan stainless steel. Pemilihan bahan ini juga didasari oleh nilai konduktifitas bahan, stainless steel mempunyai nilai konduktifitas 17.3 W/mK. Pemilihan bahan ini juga didukung oleh sifatnya yang tidak bisa bereaksi dengan asam, karena heksan bersifat asam (pH < 7) maka dipilih bahan yang tidak bisa bereaksi dengan asam.

Dikaitkan dengan biaya pabrikasi antara pemilihan barang jadi di pasar dan pembuatan bahan sendiri, biaya relatif lebih murah dengan cara membeli barang jadi di pasar yang memenuhi syarat. Barang jadi tersebut disesuaikan agar berbentuk seperti yang telah didesain.

Wadah berbentuk panci berdiameter da lam 200 mm dan diameter luar (bagian untuk memasangkannya ke dinding bagian dalam ruang air pemanas) 218 mm serta dalam 193 mm. Dilengkapi pegangan setinggi 50 mm dari bahan steinless steel berbentuk silinder dengan diameter 4 mm untuk memudahkan pada saat memasang dan melepas wadah dari ruang pemanas. Pada bagian dalam dinding pemanas dipasangkan semacam pengait untuk melawan gaya tekan ke atas akibat bagian wadah yang tenggelam agar dinding bagian luar wadah bisa tetap terendam oleh air pemanas (Persamaan 2).

(52)

Dengan menggunakan Persamaan 2 dapat diperoleh data bahwa tekanan permukaan air ke chamber (P1) sebesar 268 N/m2, untuk menahan tekanan ini

dipasangkan pengait dengan kedalaman kaitan 5 mm yang dipasangkan ke dinding dalam ketel dengan menggunakan las. Kaitan dipasang sebanyak 3 buah dengan alasan kemudahan pemasangan dan estetika.

Gambar 10. Wadah Ekstraksi dan Destilasi (a) serta Pengait (Garis Putus -Putus) pada Dinding Pemanas Bagian Dalam (b).

B. PENANGANAN BAHAN BAKU

Untuk menghasilkan minyak alpukat pada percobaan ini digunakan 9 kg buah alpukat segar. Setelah dikupas dan dipisahkan dari bijinya serta diiris diperoleh 7.5 kg alpukat irisan. Dari pengujian diperoleh data bahwa kandungan air awal alpukat sebesar 88 % (bb).

Untuk menghasilkan alpukat kering dengan kadar air 15 % bb, alpukat irisan tadi dikeringkan dengan menggunakan pengering tipe rak yang dilengkapi kipas, sumber panasnya berasal dari api berbahan bakar LPG dengan suhu pengeringan 600C selama sekitar 14 jam. Setelah dilakukan pengeringan selama sekitar 14 jam diperoleh 1 kg alpukat kering berkadar air 10 % (b.b).

Alpukat kering kemudian dihancurkan dengan menggunakan blender, sehingga diperoleh alpukat kering serbuk. Setiap 40 gram alpukat kering serbuk dicampurkan dengan 250 ml heksan, setiap percobaan digunakan campuran 240 gram alpukat serbuk dengan 1.5 liter heksan untuk ekstraksi, sedangkan untuk destilasi tergantung dari penyaringan ampas. Penyaringan

(53)

dilakukan secara manual dengan menggunakan kain. Data bahan hasil ekstraksi dan destilasi bisa dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6. Data hasil proses ekstraksi dan destilasi dalam setiap percobaan Minyak Misela (mL) Ampas

(gram)

Destilat

(mL) mL Gram

Percobaan I 1 200 410 1 000 92.5 85.6

Percobaan II 1 300 420 1 000 111 102.5

Percobaan III 1 150 400 900 82.5 76.2

Rata-rata 1 216.67 410 966.67 95.33 88.1 Pada masing-masing percobaan diperoleh data bahwa berat ampas selalu lebih berat dari berat alpukat serbuk mula-mula (240 gram) karena di dalam ampas terkandung larutan minyak dan heksan.

Pada bagian akhir destilasi diperoleh data penambahan volume minyak dengan destilat selalu kurang dari volume misela, ini menunjukan ada heksan yang terbuang. Kehilangan heksan ini bisa terjadi karena :

1. uap heksan masih tersimpan di chamber destilasi, belum sampai ke pipa uap,

2. uap heksan masih tertinggal di pipa uap dan mencair di bagian penyambung pipa,

3. heksan menguap ke udara lewat lubang yang dipakai untuk meneruskan thermocoupel ke air di bagian bawah chamber.

Heksan yang terbuang ini rata -rata sebanyak 154.67 mL atau sekitar 12.7 % dari volume misela awal, bila dibandingkan dengan berat serbuk alpukat yang 240 gram untuk tiap percobaan, maka besarnya rendemen pada percobaan I, II dan III masing-masing adalah 35%, 42.7% dan 31.75%.

Minyak yang dihasilkan dari proses destilasi rata-rata sebesar 7.84% dari volume misela. Minyak berwarna hijau tua kecoklatan dengan rata-rata massa jenis 0.924 gr/mL dan masih mengandung endapan alpukat serbuk berwarna coklat, hal ini bisa terjadi karena pada waktu penyaringan, serbuk alpukat ada yang tidak ikut tersaring.

(54)

Gambar 11. Minyak Alpukat Hasil Penyulingan.

C. PENGUJIAN ALAT

1. Kebutuhan Energi Listrik

Gambar 12. Pengukuran Kebutuhan Energi Listrik.

Listrik digunakan sebagai sumber energi untuk memanaskan heater. Kebutuhan energi listrik dibagi ke dalam dua kebutuhan, pertama kebutuhan energi listrik untuk ekstraksi dan yang kedua untuk destilasi. Masing-masing kebutuhan dihitung berdasarkan besarnya tegangan dan kua t arus yang digunakan selama ke dua proses berlangsung.

Dari hasil pengukuran dengan menggunakan Clamp Meter pada setiap kali percobaan berlangsung, diperoleh data bahwa tegangan listrik mempunyai nilai yang tetap yaitu sebesar 220 V setiap kali heater dalam keadaan on, sedangkan arus listrik yang mengalir mempunyai nilai yang tidak tetap atau berubah-ubah. Besarnya daya terpakai dihitung dengan mengalikan nilai tegangan dengan arus. Daya terpakai pada setiap

(55)

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Waktu (3 menit ke- )

Daya Listrik Dipakai (Watt)

Ekstraksi Destilasi

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Waktu (3 menit ke- )

Daya Listrik Dipakai (Watt)

Esktraksi Destilasi

percobaan dalam rentang waktu tiga menit sekali bisa dilihat pada Gambar 13-15.

Gambar 13. Grafik Pemakaian Daya Listrik pada Percobaan I.

(56)

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Waktu (3 menit ke- )

Daya Listrik Terpakai (Watt)

Ekstraksi Destilasi

1702.8 _1589.94

1471.14

5403.42 5464.8

5142.06

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Percobaan I Percobaan II Percobaan III

Energi (kJ)

Ekstraksi Destilasi

Gambar 15. Grafik Pemakaian Daya Listrik pada Percobaan III. Dari grafik-grafik di atas dapat dihitung total energi listrik yang dipakai pada masing-masing percobaan, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 16.

Gambar 16. Hasil Perhitungan Total Pemakaian Daya Listrik (kJ) Untuk Setiap Jenis Kegiatan dalam Tiap Percobaan

(57)

1096.49 _1049.72 _1049.72

1889.09 1873.92 2055.62

0 500 1000 1500 2000 2500

Percobaan I Percobaan II Percobaan III

Energi (kJ)

Ekstraksi Destilasi

Dari tiga kali percobaan, daya listrik yang diperlukan untuk mengekstraksi minyak alpukat dalam waktu 30 menit dengan suhu di dalam chamber 450C diperlukan rata -rata 1 587.96 kJ atau 0.4411 kWH dan 5 336.76 kJ atau 1.482 kWH daya listrik yang diperlukan untuk memisahkan minyak alpukat dari misela denga n suhu di dalam chamber 750C selama 2 jam.

Sensor suhu diletakkan tenggelam dalam bahan di chamber. Kontrol yang digunakan untuk mengatur keluaran daya listrik adalah kontrol on-off, sehingga bisa terlihat pada gambar bahwa sekali heater dalam keadaan on daya yang terpakai langsung besar dan langsung bernilai 0 pada saat heater dalam keadaan off.

2. Energi Terpakai untuk Menaikkan Suhu Air Pemanas

Energi listrik dipakai untuk menaikkan suhu air pemanas, air pemanas digunakan sebagai sumber panas untuk memanaskan campuran alpukat dan heksan serta misela di dalam chamber proses pindah panas terjadi secara konduksi melalui dinding chamber.

Dari tiga kali percobaan, masing-masing percobaan memakai air dengan volume 12 450 mL, diperoleh data pemakaian energi untuk menaikan suhu air pemanas seperti terlihat pada Gambar 17.

Gambar 17. Energi yang Dipakai untuk Menaikan Suhu Air Pemanas (kJ) dalam Setiap Percobaan

(1)

(

)

(

)

x

(

34.5 -

34.2 )

2

243 .

0

4 x

1.056

2 0













=

−

=

hA

T

η

(

)

(

)





























 +

+

=



























 +

+

=

6 1 9 16 16 9 3 6 1 9 16 16 9 2 1

706 .

0

559 .

0

1

10 x

1.535

0.387

0.60 Pr

559 .

0

1 Pr

387 .

0

60 .

0 Gr

N

(

T

)

1 .260

x

(

x

0 .

0216

x

0 .

645 ) (

x

34.5 -

34.3 )

hA

−

=

η

=













=













=

0216

.

0 02699

.

0 52151

.

3 d

K

N

(0.706)

)

10 x

669 .

1 (

0.0216

x

35.9)

-(37.8

x

0.00323

x

9.8 (Pr)

L

x

T

x

g

2 5 -3 2 3

=

∆

ν

β

q

= 0.029 W

§

Bagian pipa (destilasi menit ke -15)

Diketahui : T

= 37.8

C; T = 35.9

C; T

= (37.8+35.9/2) = 36.85

C = 309.85 K

L = d = 0.0216 m

Dengan melihat tabel diperoleh :

â = 1/309.85 = 0.00323; õ = 1.669x10

-5

_m

_/s

k

= 0.02699 W/m

C;

Pr = 0.706

maka :

GrPr =

= 1.535 x 10

= 1.8766

H

= 1.260 W/m

.

C

(2)

Hasil penghitungan lengkap untuk tiap percobaan seperti terkihat pada tabel di

bawah ini,

ü

Percobaan I

§

Ekstraksi

Pindah Panas (Watt) Pindah Panas (Watt)

3 menit

ke- Dinding Alas

3 menit

ke- Pipa Tutup Dinding Alas

0 0 0 0 0 0 1.060704 0.041435

1 0 0 1 0 0.029373 3.227723 0.029347

2 0.084599 0 2 0 0.029373 2.335864 0.029346

3 0.722682 0 3 0 0.067542 3.548488 0.029344

4 0.804865 0 4 0 0.041467 4.735373 0.018073

5 0.199689 0.007933 5 0.243426 0.881396 5.598888 0.007927

6 0.478325 0.007932 6 0.603169 0.395784 5.580127 0

7 0.139123 0.018095 7 0.621703 0.452002 6.069322 0.007925

8 1.062304 0.007932 8 0.547938 0.287691 10.18769 0.007924

9 0.799998 0.018093 9 0.511702 0.305271 6.957777 0

10 0.478693 0.018093 10 0.511702 0.287521 6.558108 0.067178

11 0.547898 0.358712 7.896754 0.041284 12 0.529739 0.413566 8.710197 0.029239 13 0.423507 0.708114 8.993401 0.219018 14 0.406276 0.304631 8.713481 0.218943 15 0.441331 0.728167 9.148606 0.304354 16 0.512398 0.340093 8.870625 0.375996 17 0.406831 0.469682 6.956028 0.394359 18 0.424211 0.546951 5.782558 0.394326 19 0.390036 0.413245 6.828221 0.412846 20 0.390147 0.431943 7.507972 0.394359 21 0.323058 0.376384 5.033219 0.450427 22 0.339775 0.358192 8.475553 0.394477 23 0.306878 0.304631 6.711934 0.394494 24 0.306942 0.451024 6.315454 0.376188 25 0.290798 0.376655 5.93379 0.322146 26 0.227638 0.395207 7.395408 0.376335 27 0.19719 0.304963 8.646298 0.322269 28 0.227638 0.322636 6.728469 0.358177 29 0.2909 0.252909 8.348101 0.304478 30 0.274699 0.358448 6.555655 0.202431 31 0.274624 0.322282 5.647453 0.375553 32 0.227503 0.527433 6.687 357 0.449792 33 0.227518 0.340049 7.768794 0.468657 34 0.197089 0.45069 8.182433 0.545646 35 0.197089 0.431885 9.886745 0.412449 36 0.153042 0.34002 7.367722 0.449942 37 0.167512 0.286981 6.048472 0.412585 38 0.138876 0.413263 8.339368 0.357665 39 0.11127 0.235732 7.655946 0.339697 40 0.138876 0.21906 6.317064 0.357738

(3)

ü

Percobaan II

§

Ekstraksi

Pindah Panas (Watt) Pindah Panas (Watt)

3 menit

ke- Dinding Alas 3 menit ke- Pipa Tutup Dinding Alas

0 0.035807 0 0 0 0.029387 1.732037 0

1 0.644715 0 1 0 0.029382 1.926671 0.007928

2 0.894974 0 2 0 0.018092 2.023103 0

3 1.638802 0 3 0 0.007931 4.263069 0

4 1.158351 0 4 0 0.018089 4.132897 0.018077

5 2.249513 0 5 0.072302 0.155799 4.118289 0.109976

6 2.246531 0 6 0.659675 0.029282 7.022477 0.140086

7 2.347486 0 7 0.659476 0.12446 6.463908 0.04139

8 2.135606 0 8 0.548016 0.170801 8.342634 0.155335

9 2.135606 0.007933 9 0.566258 0.007922 7.09494 0.007923

10 2.345795 0.007933 10 0.566258 0.067186 7.356522 0.154959

11 0.458341 0.041288 7.350977 0

12 0.45831 0.029259 8.993401 0.053908 13 0.440754 0.029257 8.571577 0.202549 14 0.440874 0.041277 8.713481 0.304416 15 0.211527 0.1094 7.215532 0.394443 16 0.306081 0.029246 7.218241 0.526921 17 0.424091 0.029246 7.088677 0.585792

18 0.389764 0 6.957777 0.605694

19 0.373014 0.007922 6.695743 0.605694 20 0.407204 0.124167 6.175719 0.469405 21 0.211947 0.124159 7.372432 0.527138 22 0.390455 0.01803 7.105789 0.48857 23 0.339847 0.041263 6.976385 0.46951 24 0.356772 0.124236 6.97818 0.469553 25 0.323511 0.080829 5.93379 0.469574 26 0.227623 0.067158 7.394438 0.376318 27 0.212147 0.340406 14.8656 0.394128 28 0.356315 0.546925 15.99915 0.357507 29 0.756127 0.358037 13.313 0.449699 30 0.243013 0.041251 5.655094 0.487657 31 0.059902 0.018029 4.179487 0.506896 32 0.18211 0.02924 5.154966 0.685457 33 0.182132 0.041255 6.567169 0.645061 34 0.167451 0.01803 6.048472 0.545977 35 0.153015 0.029242 6.181954 0.507244 36 0.138835 0.007922 5.671373 0.605359 37 0.153052 0.029244 6.058432 0.665755 38 0.167533 0.007922 5.556163 0.686285 39 0.340387 0.007922 5.304486 0.960603 40 0.291106 0.018031 7.655946 0.811323

(4)

ü

Percobaan III

§

Ekstraksi

Pindah Panas (Watt) Pindah Panas (Watt)

3 menit

ke- Dinding Alas 3 menit ke- Pipa Tutup Dinding Alas

0 0 0.418283 0 0 0 0.930897 0.124983

1 0 0.326138 1 0 0.06756 2.237462 0.012832

2 0.140856 0.362616 2 0 0.067556 1.426337 0.012832

3 0.984089 0.156241 3 0 0.110178 4.083647 0.012831

4 2.816175 0.110265 4 0 0.081321 5.30256 0.003497

5 3.493634 0.255101 5 0.17501 0.946405 6.184351 0.007927

6 1.632332 0.188071 6 0.774677 0.451944 6.162172 0

7 0.885403 0.054231 7 0.794025 0.261914 6.658629 0.155532

8 0.635081 0.307387 8 0.71636 0.116887 10.84486 0.171154

9 0.478693 0.095547 9 0.432381 0.359135 5.789396 0.236741

10 0.478693 0.054236 10 0.432336 0.340766 5.405452 0.047561

11 0.467365 0.41399 6.69112 0.023535 12 0.449715 0.470146 8.926333 0.012807 13 0.347056 0.770299 9.209581 0.19444 14 0.330446 0.358224 8.926333 0.194365 15 0.548595 0.790494 9.362419 0.278198 16 0.62254 0.210819 9.08127 0.348767 17 0.512492 0.331195 7.154306 0.566028 18 0.347679 0.606375 4.663094 0.366968 19 0.314746 0.469769 7.436324 0.385231 20 0.3148 0.488875 8.128484 0.366952 21 0.250592 0.431943 5.599244 0.422302 22 0.495689 0.413254 9.110134 0.367014 23 0.460197 0.131693 7.313334 0.367006 24 0.46025 0.261385 6.907406 0.605965 25 0.219943 0.432417 4.805566 0.29581 26 0.16033 0.451435 6.204216 0.349212 27 0.131919 0.358704 7.407619 0.295885

28 0.1603 0.376864 6.93302 0.331252

29 0.219929 0.304915 8.56174 0.278343 30 0.204593 0.413586 6.75512 0.17822 31 0.373696 0.37636 5.838967 0.348385 32 0.323488 0.385592 6.885163 0.421662 33 0.323476 0.210782 7.971937 0.644845 34 0.131857 0.508106 6.965257 0.516645 35 0.131846 0.48884 9.246999 0.384863 36 0.09135 0.394623 6.768327 0.421878 37 0.104541 0.340006 5.474615 0.384941 38 0.13888 0.469693 8.549375 0.330723 39 0.111264 0.210786 7.86047 0.312993 40 0.138855 0.194443 6.511735 0.412 714

(5)

(

)

[

F

L

E

R

]

s

2

4

3 +

(

) (

)

[

0 .

4787

4

1 .

8614

2 .

4301

]

3 x

+

Lampiran 12. Penghitungan jumlah energi terbuang dari permukaan luar alat

ü

Penghitungan nilai energi selama proses dilakukan dengan menggunakan

pendekatan luas trapesium.

Luas dibawah kurva =

Keterangan: s

= jarak antar absis (sumbu x)

(F+L) = jumlah ordinat pertama dan terakhir

E

= jumlah ordinat genap

ü

Contoh penghitungan untuk percobaan ekstraksi I

nilai x ke- x y

1 0 0

2 3 0

3 6 0.0846

4 9 0.7227

5 12 0.8049

6 15 0.1997

7 18 0.4783

8 21 0.1391

9 24 1.0623

10 27 0.7999

11 30 0.4787

Maka, A =

=12.7845 Wm = 0.767 kJ

Penghitungan lengkap untuk tiap pecobaan,

Energi

Proses Bagian F+L 4E 2R

Wattmenit Kj

Ekstraksi I Dinding 0.47869 7.44597 4.86019 12.78485 0.76709

Alas 0.01809 0.17648 0.03173 0.22630 0.01358

Destilasi I Pipa 0.13888 23.89310 12.03757 36.06954 2.16417

Tutup 0.21906 30.58391 13.39187 44.19483 2.65169

Dinding 7.37777 547.62384 270.05883 825.06044 49.50363

Alas 0.39917 20.99664 10.09207 31.48788 1.88927

Ekstraksi II Dinding 2.38160 36.06449 12.87092 51.31701 3.07902

Alas 0.00793 0.03173 0.00000 0.03967 0.00238

Destilasi II Pipa 0.29111 23.75133 12.01258 36.05501 2.16330

Tutup 0.04742 6.45198 2.77623 9.27563 0.55654

Dinding 9.38798 550.16845 264.99975 824.55619 49.47337

Alas 0.81132 30.20522 14.26297 45.27951 2.71677

Ekstraksi

III Dinding 0.47869 23.36728 10.44889 34.29486 2.05769

Alas 0.47252 3.54903 1.93668 5.95823 0.35749

Destilasi III Pipa 0.13886 23.67628 12.31058 36.12572 2.16754

Tutup 0.19444 31.22954 13.73490 45.15889 2.70953

Dinding 7.44263 539.55090 267.88984 814.88336 48.89300

Alas 0.53770 22.43467 10.09495 33.06731 1.98404

§

F + L = 0 + 0.478693 = 0.478693

§

E

= (0+0.7227+0.1997+0.1391+0.7999)

= 1.8614

§

R

= (0.0846+0.8049+0.4783+1.0623)

= 2.4301

(6)

%

100 4598

.

521

11 .

284 x

Lampiran 13. Penghitungan effisiensi kondensor

Contoh penghitungan pada percobaan I

Diketahui : debit air rata -rata = 2.37 l/menit, maka massa air = 284.43 l

ÄT

(air pendingin)

= 0.44

C

massa destilat = 0.66 kg; ÄT

(uap-destilat)

= 37.44

C;

C

heksan

= 2.511 kJ/kg

C; Hv

heksan

= 336.873 kJ/kg

energi yang dilepas oleh uap heksan pada waktu mengembun dalam kondensor

q = (m

x c x ÄT

(uap-destilat)

) + (m

x L)

q = (0.66 x 2.511 x 37.44) + (0.66 x 336.873) = 284.11 kJ

energi yang diserap air pendingin

q = ma x c x ÄT

(air pendingin)

= 284.43 x 4.176 x 0.44 = 521.4598 kJ

maka effisiensi kondensor ( ) =

= 54.48%

Hasil penghitungan lengkap untuk tiap percobaan sepeti terlihat pada tabel di

bawah,

Air pendingin Destilat

Massa (kg) ÄT

Q diserap air

(kJ) Massa (kg) ÄT

Q dilepas

uap (kJ) Effisiensi(%) Percobaan

I 284.43 0.44 521.4598304 0.66 0.22 284.112537 54.48

Percobaan

II 157.04 0.43 283.1144269 0.66 0.23 283.3674818 100.09

Percobaan