Uji Performansi Alat Penyulingan Minyak Atsiri dengan Menggunakan Metode UAP Langsung Pada Penyulingan Biji Lada dan Daun Sereh Wangi
Oleh
A T 0 SUNARTO
F 24. 0067
1 9 9 2
FAKULTAS
INSTITUT
TEKNOLOGI PEHTANlAN
PERTANIAN
B O G O R
BOGOR
F 240067.
Ato Sunarto.
Uji Performansi Aiat Penyuling
Minyak Atsiri dengan Menggunakan Metode Uap Langsung pada
Penyulingan Biji Lada dan Daun Sereh Wangi.
Dibawah bim-
bingan Atjeng M. Syarief dan Rokhani Hasbullah.
RINGKASAN
Minyak
atsiri merupakan komoditi ekspor non-migas
bagi Indonesia.
Untuk meningkatkan daya saing.di pasaran
dunia maka mutu minyak harus tinggi.
Salah satu cara
untuk meningkatkan mutu minyak yaitu dengan penyulingan
menggunakan metode uap langsung.
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan penampilan alat penyuling tipe uap langsung untuk mengetahui
performansi dan karakteristiknya.
Performansi alat pada penyulingan lada kapasitas 1 0
kg adalah : a) lama penyulingan 6 jam, b) laju penyulingan
rata-rata 1 0 . 4 2
kg/jam, c) konsumsi bahan bakar dan air
pendingin rata-rata 2 . 0 6
liter/jam dan 3 4 0 . 5 6
liter/jam,
d) efisiensi boiler, ketel suling, kondensor dan penyuli%
dan
Sedangkan penyulingan lada kapasitas 15
kg
ngan total rata-rata adalah 5 6 . 9 9 %,
40.92
%.
94.63
%,
memberikan hasil : a) lama penyulingan 6
penyulingan
bakar
314.32
dan
rata-rata 1 3 . 7 6
air pendingin
liter/jam, d)
kg/jam, c)
rata-rata
efisiensi
2.34
boiler,
75.87
jam, b) laju
konsumsi bahan
liter/jam dan
ketel
suling,
kondensor dan penyulingan total rata-rata 5 6 . 9 9
%,
95.78
%,
8 4 . 0 8 % dan 4 5 . 8 7 %.
Performansi alat pada penyulingan sereh wangi kapasitas 3 5 . 5
kg adalah : a) lama penyulingan 4 jam, b) laju
penyulingan
bakar
296.47
dan
rata-rata 1 3 . 0 8
air
pendingin
liter/jam,
d)
kg/jam,
rata-rata
efisiensi
c)
konsumsi
2.43
boiler,
liter/jam
ketel
kondensor dan penyulingan total rata-rata 5 6 . 9 9
%,
bahan
dan
suling,
%,
95.08
8 0 . 5 3 % dan 4 3 . 6 3 %.
Rendemen lada tertinggi didapat pada penyulingan lada
kapasitas 1 5 kg pada tekanan 2 . 0 kg/cm2 yaitu sebesar 1 . 6 7
%
(wb), sedangkan rendemen sereh tertinggi didapat pada
penyulingan
sereh kapasitas
35.5
kg/cm2 yaitu sebesar 0 . 9 8 % (wb).
kg
pada
tekanan
2.0
Penyulingan lada kapa-
sitas 1 5 kg menghasilkan rendemen yang lebih baik dibandingkan penyulingan kapasitas 1 0 kg dan penyulingan dengan
bahan baku lada pada alat ini lebih ekonomis dibandingkan
penyulingan dengan bahan baku sereh wangi.
UJI PERFORMANSI ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
DENGAN MENGGUNAKAN METODE UAP LANGSUNG
PADA PENYULINGAN BIJI LADA DAN DAUN SEREH WANGI
Oleh
AT0 SUNARTO
F 24 0067
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Peytanian,
Institut Pertanian Bogor
FAKULTAS TEWOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UJI PERFORMANSI ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
DENGAN MENGGUNAKAN METODE UAP LANGSUNG
PADA PENYULINGAN BIJI LADA DAN DAUN SEREH WANGI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
AT0 SUNARTO
F 24 0067
Tanggal lulus : 1 2 Mei 1 9 9 2
Ir. Atjeng M. Syarief
-
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
XATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan
Yang Maha Kuasa, karena berkat Rahmat-Nya serta Anugerah-Nya skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian
yang dilakukan selama 3 bulan di laboratorium Bengkel
Mekanisasi Pertanian, jurusan Mekanisasi Pertanian.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Dr. Ir. Atjeng Muchlis Syarief, MSAE dan
Ir. Rokhani Hasbullah yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan selama penyusunan skripsi
ini.
2.
Ir. Endah Sri Agustina, MS., sebagai dosen penguji
3.
Sdr. Budi Mulyono beserta Kel. Oetomo Djajanegara
yang telah banyak memberikan dorongan baik morii
maupun material selama penyusunan skripsi ini.
4.
Sdr. Aris Racharto, Anang Ghozali, serta rekanrekan "Pattaya" dan "RBF" yang telah banyak membantu selama pelaksanaan penelitian.
6.
Semua pihak yang telah membantu selama penulisan
skripsi ini.
Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat
bagi yang memerlukan.
Bogor,
Mei 1 9 9 2
Penulis
vi
DAFTAR IS1
Halaman
........................... vi
TABEL .............................
x
GAMBAR ............................. xi
LAMPIRAN ........................... xii
...
SIMBOL ............................. x113
KATA PENGANTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
I.
A.
B.
11.
-
PENDAHULUAN
........................
TUJUAN PENELITIAN .....................
LATAR BELAKANG
1
2
TINJAUAN PUSTAKA
A.
B.
SEREH WANGI
1.
Botani
2.
Produksi, Pengolahan dan
Pemanfaatan
.......................
LADA ..................................
1. Botani ............................
2.
C.
D.
...........................
............................
Produksi, Pengolahan dan
Pemanfaatan
3
3
6
8
8
.......................
MINYAK ATSIRI .........................
PENYULINGAN MINYAK ATSIRI .............
12
............
13
....
16
............
17
1.
Penyulingan Dengan Air
2.
Penyulingan Dengan Air dan Uap
3.
Penyulingan Dengan Uap
9
10
E
.
ANALISIS PERFORMANSI ALAT PENYULING
1
2
3
.
.
.
.... 19
Energi yang Dihasilkan
Bahan Bakar
19
Energi Untuk Menguapkan Air
dalam Boiler
19
.......................
......................
Laju ALiran Uap Air dan
Air Pendingin
...................... 20
4. Kehilangan Panas ................... 20
5 . Efisiensi Penyulingan ............. 23
F . ANALISIS BIAYA OPERAS1 ................. 23
I11
.
PENDEKATAN MODIFIKASI RANCANGAN
A
.
FAKTOR-FAKTOR PENDEKATAN
1
.
..............
27
Pengaturan Tekanan di dalam
Ketel suling
....................... 27
2 . Penambahan Boiler ................. 28
3 . Pemasangan Pipa Uap ............... 28
4. Penambahan Rak .................... 28
B
.
RANCANGAN FUNGSIONAL DAN STRUKTURAL
...
...............
Ketel suling .......................
Tangki Bahan ......................
Kondensor .........................
Separator .........................
Pipa Kohobasi ......................
7. Boiler ............................
8 . Kompor ............................
9 . Rak Bahan .........................
.
2.
3.
4.
5.
6.
1
Dudukan Ketel suling
29
29
30
30
31
31
32
32
33
33
IV
.
METODOLOGI PENGUJIAN
A
.
.
C.
D.
B
BAHAN DAN ALAT
.............
35
.................
....................
PARAMETER YANG DIUKUR
35
PROSEDUR PENGUJIAN
37
.
.
2
.
3
.
34
TEMPAT DAN WAKTU PENGUJIAN
1
V
........................
Perlakuan ah an
Sebelum Disuling
..................
Pengukuran Parameter
Selama Penyulingan
37
Analisis Mutu Minyak Hasil
Penyulingan
.......................
41
.......................
42
................
HASIL DAN PEMBAHASAN
.
B.
A
KONSTRUKSI ALAT
......................
1 . Kapasitas Alat ....................
2 . Penyebaran Uap Air ................
3 . Laju Penyulingan ..................
PERFORMANSI ALAT
.
..................
5 . Efisiensi Penyulingan .............
4
6
.
D.
C
.
Kehilangan Panas
Rendemen minyak
ANALISIS BIAYA
.
..................
.........................
45
51
52
56
60
64
66
69
ANALISIS MUTU MINYAK HASIL
PENYULINGAN
VI
37
...........................
70
KESIMPULAN DAN SARAN
.
B.
............................
SARAN .................................
DAFTAR PUSTAKA ............................
LAMPIRAN ..................................
A
KESIMPULAN
73
74
76
78
DAFTAR TABEL
Halaman
Karakteristik tanaman sereh wangi
tipe Mahapengiri dan Lenabatu
4
Karakteristik sereh wangi
klon unggul dan lokal
5
...........
...................
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 10 kg
dengan tekanan 1 . 0 , 1.2 dan 1 . 4 kg/cm2
..
46
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 1 0 kg
dengan tekanan 1.6, 1.'8 dan 2.0 kg/cm2
..
47
.......
48
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 1 5 kg
dengan tekanan 1.8 dan 2.0 kg/cm2
Performansi alat pada penyulingan
daun sereh wangi kapasitas 3 5 . 5 kg
dengan tekanan 1.0, 1.2 dan 1 . 4 kg/cm2
..
49
Performansi alat pada penyulingan
daun sereh wangi kapasitas 3 5 . 5 kg
dengan tekanan 1 . 6 , 1 . 8 dan 2.0 kg/cm2
..
50
Analisis mutu minyak lada
hasil penyulingan
72
Analisis mutu minyak sereh
wangi hasil penyulingan
72
.......................
.................
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Alat penyuling minyak atsiri
dengan metode air
14
Alat penyuling minyak atsiri
dengan metode air dan uap
16
Alat penyuling minyak atsiri
dengan metode uap
18
.....................
..............
......................
Penyebaran suhu dalam ketel suling
pada waktu penyulingan lada
............
Penyebaran suhu dalam ketel suling
pada waktu penyulingan sereh wangi
.....
54
Laju penyulingan lada pada berbagai
tingkat tekanan
........................
57
Laju penyulingan sereh wangi pada
berbagai tingkat tekanan
58
Kehilangan panas pada waktu
penyulingan lada pada berbagai
tingkat tekanan
62
Kehilangan panas pada waktu
penyulingan sereh wangi pada
berbagai tingkat tekanan
..............
63
Rendemen minyak pada penyulingan lada
kapasitas 10 kg dan 15 kg pada berbagai
tingkat tekanan
68
Rendemen minyak pada penyulingan
sereh wangi kapasitas 35.5 kg
pada berbagai tingkat tekanan
69
...............
........................
Gambar
9.
Gambar 10.
.......................
Gambar 11.
53
.........
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran
.
2.
3.
1
4
.
...........
...................
Panas laten penguapan air
78
Sifat fisik udara
79
Proyeksi konstruksi alat
penyuling tipe uap
80
Tampak samping alat penyuling
tipe uap
81
..................
Lampiran
............................
5 . Detail alat penyuling tipe uap ......
Lampiran
6
Lampiran
Lampiran
.
7.
8
.
Perhitungan energi. kehilangan panas
dan efisiensi alat penyuling
........
82
83
Perhitungan kapasitas alat
penyuling
105
Perhitungan analisis biaya
penyulingan
107
..........................
.........................
Lampiran 9 . Prosedur analisis mutu ...............
Lampiran 10 . Standar mutu minyak lada ............
Lampiran 11 . Standar mutu minyak sereh wangi .....
xii
131
134
135
DAFTAR SIMBOL
= Luas total permukaan dinding ketel suling, m 2
= Luas total permukaan tutup, m 2
= Bobot basah
= Bobot kering
= Biaya penyulingan, Rp/kg
= Total biaya tetap, Rp/kg
= Total biaya tidak tetap, Rp/jam
= Kapasitas penyulingan, jam/kg
= Panas jenis air, kj/kgSC
= Biaya penyusutan, Rp/th
= Diameter tutup ketel suling, m
= Diameter pipa uap, m
= Efisiensi boiler, %
= Efisiensi ketel suling,
= Efisiensi kondensor, %
= Efisiensi penyulingan total, %
= Bilangan Grashof
= Koefisien konveksi udara lingkungan, w/m2-c
= Panas laten penguapan air, kj/kg
= Tingkat bunga modal tiap tahun, %
= Biaya bunga modal, Rp/th
= Total jam kerja tiap tahun, kg/jam
= Konduktivitas panas udara lingkungan, W/m"C
= kadar air, %
xiii
L
= Tinggi dinding k e t e l s u l i n g , m
m
= Laju a l i r a n u a p / a i r p e n d i n g i n , l t / j a m
mt
= Jumlah pemakaian bahan b a k a r , it
mu
= Jumlah a i r yang d i u a p k a n , it
N
= Umur ekonomi a l a t , t h
Nu
= Bilangan Nusselt
P
= B i a y a pembuatan a l a t , Rp
Pr
= Bilangan Prandtl
Qa
= E n e r g i yang d i s e r a p o l e h a i r p e n d i n g i n , k j
Qb
= E n e r g i yang d i h a s i l k a d d i l e p a s k a n bahan b a k a r , k j
Qd
= Kehilangan panas m e l a l u i d i n d i n g k e t e l s u l i n g , k j
Q1 = E n e r g i yang d i l e p a s k e t i k a pengemb"nan u a p dalam
kondensor, k j
Q n l = E n e r g i yang masuk k e t e l s u l i n g s e t e l a h d i k u r a n g i
k e h i l a n g a n panas m e l a l u i p i p a uap, k j
Qn2 = E n e r g i yang masuk k o n d e n s o r d i k u r a n g i k e h i l a n g a n
panas melalui dinding dan t u t u p k e t e l s u l i n g , k j
Qp
= Panas yang h i l a n g m e l a l u i p i p a u a p , k j
Qt = P a n a s yang h i l a n g m e l a l u i t u t u p , k j
Qu
= E n e r g i u n t u k menguapkan a i r , k j
S
= N i l a i a k h i r a l a t , Rp
t
= Lama p e n y u l i n g a n , jam
Td
= T i t i k d i d i h a i r dalam b o i l e r , ' C
Ta
= Suhu a i r a w a l . dalam b o i l e r , ' C
T
= Suhu u d a r a l i n g k u n g a n , ' C
To
= Suhu d i n d i n g l u a r p i p a ,
'C
Tod = Suhu d i n d i n g l u a r k e t e l s u l i n g ,
"C
T o t = Suhu b a g i a n l u a r t u t u p k e t e l s u l i n g ,
'C
U
= N i l a i p a n a s bahan b a k a r , k j / l t
W
= Jumlah u a p / a i r p e n d i n g i n yang d i k e l u a r k a n o l e h
b o i l e r / t a n g k i a i r , it
I.
A.
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Minyak a t s i r i m e r u p a k a n k o m o d i t i e k s p o r nonmigas
b a g i Indonesia.
D i p e r k i r a k a n d i I n d o n e s i a t e r d a p a t 40
j e n i s tanaman p e n g h a s i l minyak a t s i r i .
Untuk b e b e r a p a
m a c a m minyak a t s i r i s e p e r t i minyak n i l a m , minyak p a l a ,
minyak a k a r w a n g i ,
nanga,
minyak d a u n c e n g k e h d a n minyak
I n d o n e s i a merupakan p r o d u s e n yang
n a n n y a bahkan u n t u k minyak k e n a n g a ,
kan
produsen satu-satunya
di
ke-
besar pera-
I n d o n e s i a merupa-
dunia.
Namun
demikian
e k s p o r minyak a t s i r i I n d o n e s i a t a h u n demi t a h u n c e n d e rung turun ( T j i p t a d i , 1985).
Kecenderungan
oleh
masalah
yang
tersebut
melekat
antara
pada
s e p e r t i kontinuitas penyediaan,
yang
tidak
atsiri
tersebut
menentu
warna
yang
mendorong
dan
untuk
lain
usaha
disebabkan
minyak
atsiri
f l u k t u a s i h a r g a , mutu
macam
beberapa
terlalu
gelap.
industri
flavor
minyak
Masalah-masalah
sebagai
konsumen
m i n y a k a t s i r i m e n c a r i b a h a n p e n g g a n t i y a n g l e b i h mantap
sifatnya.
relatif
bah
Akibatnya
t e t a p meskipun
penggunaan
jumlah
minyak
penduduk
atsiri
d u n i a bertam-
.
Karena
hampir
seluruh
minyak
atsiri
Indonesia
u n t u k d i e k s p o r , maka u n t u k m e n i n g k a t k a n d a y a s a i n g d i
p a s a r a n d u n i a mutunya h a r u s cukup t i n g g i .
Penyuling~ndengan uap mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan dengan air atau uap dan air terutama untuk bahan baku berupa biji, akar dan kayu yang
mengandung minyak yang mempunyai titik didih tinggi.
Juga pada penyulingan dengan uap, tekanan dalam ketel
suling bisa diatur disesuaikan dengan sifat bahan yang
alran disuling, sehingga mutu minyak yang dihasilkan
umumnya baik.
Beberapa
penelitian
mengenai
penyulingan
daun
sereh dan biji lada telah dilakukan, terutama dikaitkan dengan perlakuan bahan sebelum disuling dan cara
penyulingan untuk mendapatkan rendemen minyak
yang
optimum
Menurut Guenther ( 1 9 4 9 ) ,
semakin tinggi tekanan
yang digunakan, maka akan semakin besar pula minyak
atsiri yang dihasilkan.
Berdasarkan masalah tersebut diatas, pada pengujian alat ini dicoba penyulingan biji lada dan daun
sereh pada berbagai tingkat tekanan.
B.
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan penampilan alat penyuling tipe uap langsung untuk mengetahui performansi dan karakteristiknya.
11.
A.
TINJAUAN PUSTAKA
SEREH WANGI
1.
Botani
Tanaman sereh wangi termasuk dalam famili
Graminae.
Di Indonesia sereh wangi terdiri dari
dua tipe, yaitu
Cymbopogon
nardus Rendle atau
disebut juga dengan jenis Lenabatu
(Andropogon
nardus Ceylon de jong) dan Cymbopogon winterianus
jowitt, atau disebut dengan Mahapengiri (Andropogon nardus java de jong).
Menurut Mansur dan Laksmanahardja (1987) sereh wangi tipe Mahapengiri mudah dibedakan dengan
tipe Lenabatu, ha1 ini dapat dilihat pada Tabel 1.
Klon tanaman yang memberikan hasil dan mutu
baik adalah Mahapengiri yang banyak terdapat di
pulau Jawa dan dianggap asli Indonesia.
Hal ini
berdasarkan kandungan geranial dan kandungan sitronellal Mahapengiri lebih besar dibandingkan dengan Lenabatu.
Pada saat ini di Balai Penelitian Tanaman
Rempah dan
Obat (Balittro) Bogor terdapat koleksi
lebih dari 127 klon' tanaman sereh wangi termasuk
tipe Mahapengiri maupun t ipe Lenabatu.
Diantara-
nya jenis GI, G2 dan G3 yang merupakan klon unggul
T a b e l 1.
K a r a k t e r i s t i k tanaman s e r e h wangi t i p e
Mah a p e n g i r i d a n L e n a b a t u ( M a n s u r d a n Laksmanah a r d j a , 1987)
Karakteristik
Mahapengiri
Lenabatu
B e n t u k rumpun
Pendek d a n k e c i l
Tinggi besar
T i n g g i rumpun
40 - 70 c m
100
b a t a n g semu
( p e l e p a h daun
a.
Warna
b.
c.
Bentuk
pangkal
-
200 c m
Kuning k e h i j a u a n
campuran warna
merah k e u n g u a n
H ij a u
Membesar
Ramping
Daun
1.
Warna
H ijau
H i j a u muda
2.
Tekstur
Lemas, a g a k p a t a h
Kaku, a g a k mudah
patah
3.
bentuk
Lebih pendek dan
lebih besar
Lebih panjang
dan k e c i l
P r o d u k s i basah
(ton/Ha/tahun)
30
Rendemen minyak
(%u/b daun s e g a r )
0.8
Kadar g e r a n i o l
t o t a l (% b/b)
80 - 97
Kadar s i t r o n e l l a l
(% b/b)
30
-
40
-
-
1.0
45
0.4 - 0.6
55
-
65
yang menghasilkan minyak dengan karakteristik yang
baik.
Pada tabel 2 dapat dilihat karakteristik
sereh wangi klon unggul dan lokal.
Tabel 2.
Karakteristik sereh wangi klon unggul
dan lokal (Rusli et al., 1985)
-
Karakteristik
Kadar minyak
Klon unggul
Klon lokal
0.8-0.9
0.9-1.0
0.9-1.0
0.6-0.8
Bobot jenis
25/25"C
0.8787
0.8739
0.8785
0.8766
Indeks bias
( nZ5)
1.4592
1.4597
1.4595
1.4694
44.83
46.92
46.86
39.64
90.32
90.08
90.68
86.32
(%)
Sitronelal
(%)
Total geraniol ( % )
Pertumbuhan tanaman
sereh wangi dipengaruhi
oleh kesuburan tanah, tinggi tempat di atas permukaan laut dan iklim.
Tanaman sereh dapat tumbuh
di dataran rendah sampai 1000 meter dari permukaan
laut dengan tinggi optimum 250 meter dari permukaan laut.
,
Untuk pertumbuhan daun yang baik diperlukan
iklim yang lembab.
daun agak lambat.
Pada musim kemarau.pertumbuhan
Tanaman pelindung
mempunyai
Oleh
A T 0 SUNARTO
F 24. 0067
1 9 9 2
FAKULTAS
INSTITUT
TEKNOLOGI PEHTANlAN
PERTANIAN
B O G O R
BOGOR
F 240067.
Ato Sunarto.
Uji Performansi Aiat Penyuling
Minyak Atsiri dengan Menggunakan Metode Uap Langsung pada
Penyulingan Biji Lada dan Daun Sereh Wangi.
Dibawah bim-
bingan Atjeng M. Syarief dan Rokhani Hasbullah.
RINGKASAN
Minyak
atsiri merupakan komoditi ekspor non-migas
bagi Indonesia.
Untuk meningkatkan daya saing.di pasaran
dunia maka mutu minyak harus tinggi.
Salah satu cara
untuk meningkatkan mutu minyak yaitu dengan penyulingan
menggunakan metode uap langsung.
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan penampilan alat penyuling tipe uap langsung untuk mengetahui
performansi dan karakteristiknya.
Performansi alat pada penyulingan lada kapasitas 1 0
kg adalah : a) lama penyulingan 6 jam, b) laju penyulingan
rata-rata 1 0 . 4 2
kg/jam, c) konsumsi bahan bakar dan air
pendingin rata-rata 2 . 0 6
liter/jam dan 3 4 0 . 5 6
liter/jam,
d) efisiensi boiler, ketel suling, kondensor dan penyuli%
dan
Sedangkan penyulingan lada kapasitas 15
kg
ngan total rata-rata adalah 5 6 . 9 9 %,
40.92
%.
94.63
%,
memberikan hasil : a) lama penyulingan 6
penyulingan
bakar
314.32
dan
rata-rata 1 3 . 7 6
air pendingin
liter/jam, d)
kg/jam, c)
rata-rata
efisiensi
2.34
boiler,
75.87
jam, b) laju
konsumsi bahan
liter/jam dan
ketel
suling,
kondensor dan penyulingan total rata-rata 5 6 . 9 9
%,
95.78
%,
8 4 . 0 8 % dan 4 5 . 8 7 %.
Performansi alat pada penyulingan sereh wangi kapasitas 3 5 . 5
kg adalah : a) lama penyulingan 4 jam, b) laju
penyulingan
bakar
296.47
dan
rata-rata 1 3 . 0 8
air
pendingin
liter/jam,
d)
kg/jam,
rata-rata
efisiensi
c)
konsumsi
2.43
boiler,
liter/jam
ketel
kondensor dan penyulingan total rata-rata 5 6 . 9 9
%,
bahan
dan
suling,
%,
95.08
8 0 . 5 3 % dan 4 3 . 6 3 %.
Rendemen lada tertinggi didapat pada penyulingan lada
kapasitas 1 5 kg pada tekanan 2 . 0 kg/cm2 yaitu sebesar 1 . 6 7
%
(wb), sedangkan rendemen sereh tertinggi didapat pada
penyulingan
sereh kapasitas
35.5
kg/cm2 yaitu sebesar 0 . 9 8 % (wb).
kg
pada
tekanan
2.0
Penyulingan lada kapa-
sitas 1 5 kg menghasilkan rendemen yang lebih baik dibandingkan penyulingan kapasitas 1 0 kg dan penyulingan dengan
bahan baku lada pada alat ini lebih ekonomis dibandingkan
penyulingan dengan bahan baku sereh wangi.
UJI PERFORMANSI ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
DENGAN MENGGUNAKAN METODE UAP LANGSUNG
PADA PENYULINGAN BIJI LADA DAN DAUN SEREH WANGI
Oleh
AT0 SUNARTO
F 24 0067
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Peytanian,
Institut Pertanian Bogor
FAKULTAS TEWOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UJI PERFORMANSI ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
DENGAN MENGGUNAKAN METODE UAP LANGSUNG
PADA PENYULINGAN BIJI LADA DAN DAUN SEREH WANGI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
AT0 SUNARTO
F 24 0067
Tanggal lulus : 1 2 Mei 1 9 9 2
Ir. Atjeng M. Syarief
-
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
XATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan
Yang Maha Kuasa, karena berkat Rahmat-Nya serta Anugerah-Nya skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian
yang dilakukan selama 3 bulan di laboratorium Bengkel
Mekanisasi Pertanian, jurusan Mekanisasi Pertanian.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Dr. Ir. Atjeng Muchlis Syarief, MSAE dan
Ir. Rokhani Hasbullah yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan selama penyusunan skripsi
ini.
2.
Ir. Endah Sri Agustina, MS., sebagai dosen penguji
3.
Sdr. Budi Mulyono beserta Kel. Oetomo Djajanegara
yang telah banyak memberikan dorongan baik morii
maupun material selama penyusunan skripsi ini.
4.
Sdr. Aris Racharto, Anang Ghozali, serta rekanrekan "Pattaya" dan "RBF" yang telah banyak membantu selama pelaksanaan penelitian.
6.
Semua pihak yang telah membantu selama penulisan
skripsi ini.
Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat
bagi yang memerlukan.
Bogor,
Mei 1 9 9 2
Penulis
vi
DAFTAR IS1
Halaman
........................... vi
TABEL .............................
x
GAMBAR ............................. xi
LAMPIRAN ........................... xii
...
SIMBOL ............................. x113
KATA PENGANTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
I.
A.
B.
11.
-
PENDAHULUAN
........................
TUJUAN PENELITIAN .....................
LATAR BELAKANG
1
2
TINJAUAN PUSTAKA
A.
B.
SEREH WANGI
1.
Botani
2.
Produksi, Pengolahan dan
Pemanfaatan
.......................
LADA ..................................
1. Botani ............................
2.
C.
D.
...........................
............................
Produksi, Pengolahan dan
Pemanfaatan
3
3
6
8
8
.......................
MINYAK ATSIRI .........................
PENYULINGAN MINYAK ATSIRI .............
12
............
13
....
16
............
17
1.
Penyulingan Dengan Air
2.
Penyulingan Dengan Air dan Uap
3.
Penyulingan Dengan Uap
9
10
E
.
ANALISIS PERFORMANSI ALAT PENYULING
1
2
3
.
.
.
.... 19
Energi yang Dihasilkan
Bahan Bakar
19
Energi Untuk Menguapkan Air
dalam Boiler
19
.......................
......................
Laju ALiran Uap Air dan
Air Pendingin
...................... 20
4. Kehilangan Panas ................... 20
5 . Efisiensi Penyulingan ............. 23
F . ANALISIS BIAYA OPERAS1 ................. 23
I11
.
PENDEKATAN MODIFIKASI RANCANGAN
A
.
FAKTOR-FAKTOR PENDEKATAN
1
.
..............
27
Pengaturan Tekanan di dalam
Ketel suling
....................... 27
2 . Penambahan Boiler ................. 28
3 . Pemasangan Pipa Uap ............... 28
4. Penambahan Rak .................... 28
B
.
RANCANGAN FUNGSIONAL DAN STRUKTURAL
...
...............
Ketel suling .......................
Tangki Bahan ......................
Kondensor .........................
Separator .........................
Pipa Kohobasi ......................
7. Boiler ............................
8 . Kompor ............................
9 . Rak Bahan .........................
.
2.
3.
4.
5.
6.
1
Dudukan Ketel suling
29
29
30
30
31
31
32
32
33
33
IV
.
METODOLOGI PENGUJIAN
A
.
.
C.
D.
B
BAHAN DAN ALAT
.............
35
.................
....................
PARAMETER YANG DIUKUR
35
PROSEDUR PENGUJIAN
37
.
.
2
.
3
.
34
TEMPAT DAN WAKTU PENGUJIAN
1
V
........................
Perlakuan ah an
Sebelum Disuling
..................
Pengukuran Parameter
Selama Penyulingan
37
Analisis Mutu Minyak Hasil
Penyulingan
.......................
41
.......................
42
................
HASIL DAN PEMBAHASAN
.
B.
A
KONSTRUKSI ALAT
......................
1 . Kapasitas Alat ....................
2 . Penyebaran Uap Air ................
3 . Laju Penyulingan ..................
PERFORMANSI ALAT
.
..................
5 . Efisiensi Penyulingan .............
4
6
.
D.
C
.
Kehilangan Panas
Rendemen minyak
ANALISIS BIAYA
.
..................
.........................
45
51
52
56
60
64
66
69
ANALISIS MUTU MINYAK HASIL
PENYULINGAN
VI
37
...........................
70
KESIMPULAN DAN SARAN
.
B.
............................
SARAN .................................
DAFTAR PUSTAKA ............................
LAMPIRAN ..................................
A
KESIMPULAN
73
74
76
78
DAFTAR TABEL
Halaman
Karakteristik tanaman sereh wangi
tipe Mahapengiri dan Lenabatu
4
Karakteristik sereh wangi
klon unggul dan lokal
5
...........
...................
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 10 kg
dengan tekanan 1 . 0 , 1.2 dan 1 . 4 kg/cm2
..
46
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 1 0 kg
dengan tekanan 1.6, 1.'8 dan 2.0 kg/cm2
..
47
.......
48
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 1 5 kg
dengan tekanan 1.8 dan 2.0 kg/cm2
Performansi alat pada penyulingan
daun sereh wangi kapasitas 3 5 . 5 kg
dengan tekanan 1.0, 1.2 dan 1 . 4 kg/cm2
..
49
Performansi alat pada penyulingan
daun sereh wangi kapasitas 3 5 . 5 kg
dengan tekanan 1 . 6 , 1 . 8 dan 2.0 kg/cm2
..
50
Analisis mutu minyak lada
hasil penyulingan
72
Analisis mutu minyak sereh
wangi hasil penyulingan
72
.......................
.................
A T 0 SUNARTO
F 24. 0067
1 9 9 2
FAKULTAS
INSTITUT
TEKNOLOGI PEHTANlAN
PERTANIAN
B O G O R
BOGOR
F 240067.
Ato Sunarto.
Uji Performansi Aiat Penyuling
Minyak Atsiri dengan Menggunakan Metode Uap Langsung pada
Penyulingan Biji Lada dan Daun Sereh Wangi.
Dibawah bim-
bingan Atjeng M. Syarief dan Rokhani Hasbullah.
RINGKASAN
Minyak
atsiri merupakan komoditi ekspor non-migas
bagi Indonesia.
Untuk meningkatkan daya saing.di pasaran
dunia maka mutu minyak harus tinggi.
Salah satu cara
untuk meningkatkan mutu minyak yaitu dengan penyulingan
menggunakan metode uap langsung.
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan penampilan alat penyuling tipe uap langsung untuk mengetahui
performansi dan karakteristiknya.
Performansi alat pada penyulingan lada kapasitas 1 0
kg adalah : a) lama penyulingan 6 jam, b) laju penyulingan
rata-rata 1 0 . 4 2
kg/jam, c) konsumsi bahan bakar dan air
pendingin rata-rata 2 . 0 6
liter/jam dan 3 4 0 . 5 6
liter/jam,
d) efisiensi boiler, ketel suling, kondensor dan penyuli%
dan
Sedangkan penyulingan lada kapasitas 15
kg
ngan total rata-rata adalah 5 6 . 9 9 %,
40.92
%.
94.63
%,
memberikan hasil : a) lama penyulingan 6
penyulingan
bakar
314.32
dan
rata-rata 1 3 . 7 6
air pendingin
liter/jam, d)
kg/jam, c)
rata-rata
efisiensi
2.34
boiler,
75.87
jam, b) laju
konsumsi bahan
liter/jam dan
ketel
suling,
kondensor dan penyulingan total rata-rata 5 6 . 9 9
%,
95.78
%,
8 4 . 0 8 % dan 4 5 . 8 7 %.
Performansi alat pada penyulingan sereh wangi kapasitas 3 5 . 5
kg adalah : a) lama penyulingan 4 jam, b) laju
penyulingan
bakar
296.47
dan
rata-rata 1 3 . 0 8
air
pendingin
liter/jam,
d)
kg/jam,
rata-rata
efisiensi
c)
konsumsi
2.43
boiler,
liter/jam
ketel
kondensor dan penyulingan total rata-rata 5 6 . 9 9
%,
bahan
dan
suling,
%,
95.08
8 0 . 5 3 % dan 4 3 . 6 3 %.
Rendemen lada tertinggi didapat pada penyulingan lada
kapasitas 1 5 kg pada tekanan 2 . 0 kg/cm2 yaitu sebesar 1 . 6 7
%
(wb), sedangkan rendemen sereh tertinggi didapat pada
penyulingan
sereh kapasitas
35.5
kg/cm2 yaitu sebesar 0 . 9 8 % (wb).
kg
pada
tekanan
2.0
Penyulingan lada kapa-
sitas 1 5 kg menghasilkan rendemen yang lebih baik dibandingkan penyulingan kapasitas 1 0 kg dan penyulingan dengan
bahan baku lada pada alat ini lebih ekonomis dibandingkan
penyulingan dengan bahan baku sereh wangi.
UJI PERFORMANSI ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
DENGAN MENGGUNAKAN METODE UAP LANGSUNG
PADA PENYULINGAN BIJI LADA DAN DAUN SEREH WANGI
Oleh
AT0 SUNARTO
F 24 0067
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Peytanian,
Institut Pertanian Bogor
FAKULTAS TEWOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UJI PERFORMANSI ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
DENGAN MENGGUNAKAN METODE UAP LANGSUNG
PADA PENYULINGAN BIJI LADA DAN DAUN SEREH WANGI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
AT0 SUNARTO
F 24 0067
Tanggal lulus : 1 2 Mei 1 9 9 2
Ir. Atjeng M. Syarief
-
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
XATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan
Yang Maha Kuasa, karena berkat Rahmat-Nya serta Anugerah-Nya skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian
yang dilakukan selama 3 bulan di laboratorium Bengkel
Mekanisasi Pertanian, jurusan Mekanisasi Pertanian.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Dr. Ir. Atjeng Muchlis Syarief, MSAE dan
Ir. Rokhani Hasbullah yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan selama penyusunan skripsi
ini.
2.
Ir. Endah Sri Agustina, MS., sebagai dosen penguji
3.
Sdr. Budi Mulyono beserta Kel. Oetomo Djajanegara
yang telah banyak memberikan dorongan baik morii
maupun material selama penyusunan skripsi ini.
4.
Sdr. Aris Racharto, Anang Ghozali, serta rekanrekan "Pattaya" dan "RBF" yang telah banyak membantu selama pelaksanaan penelitian.
6.
Semua pihak yang telah membantu selama penulisan
skripsi ini.
Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat
bagi yang memerlukan.
Bogor,
Mei 1 9 9 2
Penulis
vi
DAFTAR IS1
Halaman
........................... vi
TABEL .............................
x
GAMBAR ............................. xi
LAMPIRAN ........................... xii
...
SIMBOL ............................. x113
KATA PENGANTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
I.
A.
B.
11.
-
PENDAHULUAN
........................
TUJUAN PENELITIAN .....................
LATAR BELAKANG
1
2
TINJAUAN PUSTAKA
A.
B.
SEREH WANGI
1.
Botani
2.
Produksi, Pengolahan dan
Pemanfaatan
.......................
LADA ..................................
1. Botani ............................
2.
C.
D.
...........................
............................
Produksi, Pengolahan dan
Pemanfaatan
3
3
6
8
8
.......................
MINYAK ATSIRI .........................
PENYULINGAN MINYAK ATSIRI .............
12
............
13
....
16
............
17
1.
Penyulingan Dengan Air
2.
Penyulingan Dengan Air dan Uap
3.
Penyulingan Dengan Uap
9
10
E
.
ANALISIS PERFORMANSI ALAT PENYULING
1
2
3
.
.
.
.... 19
Energi yang Dihasilkan
Bahan Bakar
19
Energi Untuk Menguapkan Air
dalam Boiler
19
.......................
......................
Laju ALiran Uap Air dan
Air Pendingin
...................... 20
4. Kehilangan Panas ................... 20
5 . Efisiensi Penyulingan ............. 23
F . ANALISIS BIAYA OPERAS1 ................. 23
I11
.
PENDEKATAN MODIFIKASI RANCANGAN
A
.
FAKTOR-FAKTOR PENDEKATAN
1
.
..............
27
Pengaturan Tekanan di dalam
Ketel suling
....................... 27
2 . Penambahan Boiler ................. 28
3 . Pemasangan Pipa Uap ............... 28
4. Penambahan Rak .................... 28
B
.
RANCANGAN FUNGSIONAL DAN STRUKTURAL
...
...............
Ketel suling .......................
Tangki Bahan ......................
Kondensor .........................
Separator .........................
Pipa Kohobasi ......................
7. Boiler ............................
8 . Kompor ............................
9 . Rak Bahan .........................
.
2.
3.
4.
5.
6.
1
Dudukan Ketel suling
29
29
30
30
31
31
32
32
33
33
IV
.
METODOLOGI PENGUJIAN
A
.
.
C.
D.
B
BAHAN DAN ALAT
.............
35
.................
....................
PARAMETER YANG DIUKUR
35
PROSEDUR PENGUJIAN
37
.
.
2
.
3
.
34
TEMPAT DAN WAKTU PENGUJIAN
1
V
........................
Perlakuan ah an
Sebelum Disuling
..................
Pengukuran Parameter
Selama Penyulingan
37
Analisis Mutu Minyak Hasil
Penyulingan
.......................
41
.......................
42
................
HASIL DAN PEMBAHASAN
.
B.
A
KONSTRUKSI ALAT
......................
1 . Kapasitas Alat ....................
2 . Penyebaran Uap Air ................
3 . Laju Penyulingan ..................
PERFORMANSI ALAT
.
..................
5 . Efisiensi Penyulingan .............
4
6
.
D.
C
.
Kehilangan Panas
Rendemen minyak
ANALISIS BIAYA
.
..................
.........................
45
51
52
56
60
64
66
69
ANALISIS MUTU MINYAK HASIL
PENYULINGAN
VI
37
...........................
70
KESIMPULAN DAN SARAN
.
B.
............................
SARAN .................................
DAFTAR PUSTAKA ............................
LAMPIRAN ..................................
A
KESIMPULAN
73
74
76
78
DAFTAR TABEL
Halaman
Karakteristik tanaman sereh wangi
tipe Mahapengiri dan Lenabatu
4
Karakteristik sereh wangi
klon unggul dan lokal
5
...........
...................
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 10 kg
dengan tekanan 1 . 0 , 1.2 dan 1 . 4 kg/cm2
..
46
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 1 0 kg
dengan tekanan 1.6, 1.'8 dan 2.0 kg/cm2
..
47
.......
48
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 1 5 kg
dengan tekanan 1.8 dan 2.0 kg/cm2
Performansi alat pada penyulingan
daun sereh wangi kapasitas 3 5 . 5 kg
dengan tekanan 1.0, 1.2 dan 1 . 4 kg/cm2
..
49
Performansi alat pada penyulingan
daun sereh wangi kapasitas 3 5 . 5 kg
dengan tekanan 1 . 6 , 1 . 8 dan 2.0 kg/cm2
..
50
Analisis mutu minyak lada
hasil penyulingan
72
Analisis mutu minyak sereh
wangi hasil penyulingan
72
.......................
.................
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Alat penyuling minyak atsiri
dengan metode air
14
Alat penyuling minyak atsiri
dengan metode air dan uap
16
Alat penyuling minyak atsiri
dengan metode uap
18
.....................
..............
......................
Penyebaran suhu dalam ketel suling
pada waktu penyulingan lada
............
Penyebaran suhu dalam ketel suling
pada waktu penyulingan sereh wangi
.....
54
Laju penyulingan lada pada berbagai
tingkat tekanan
........................
57
Laju penyulingan sereh wangi pada
berbagai tingkat tekanan
58
Kehilangan panas pada waktu
penyulingan lada pada berbagai
tingkat tekanan
62
Kehilangan panas pada waktu
penyulingan sereh wangi pada
berbagai tingkat tekanan
..............
63
Rendemen minyak pada penyulingan lada
kapasitas 10 kg dan 15 kg pada berbagai
tingkat tekanan
68
Rendemen minyak pada penyulingan
sereh wangi kapasitas 35.5 kg
pada berbagai tingkat tekanan
69
...............
........................
Gambar
9.
Gambar 10.
.......................
Gambar 11.
53
.........
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran
.
2.
3.
1
4
.
...........
...................
Panas laten penguapan air
78
Sifat fisik udara
79
Proyeksi konstruksi alat
penyuling tipe uap
80
Tampak samping alat penyuling
tipe uap
81
..................
Lampiran
............................
5 . Detail alat penyuling tipe uap ......
Lampiran
6
Lampiran
Lampiran
.
7.
8
.
Perhitungan energi. kehilangan panas
dan efisiensi alat penyuling
........
82
83
Perhitungan kapasitas alat
penyuling
105
Perhitungan analisis biaya
penyulingan
107
..........................
.........................
Lampiran 9 . Prosedur analisis mutu ...............
Lampiran 10 . Standar mutu minyak lada ............
Lampiran 11 . Standar mutu minyak sereh wangi .....
xii
131
134
135
DAFTAR SIMBOL
= Luas total permukaan dinding ketel suling, m 2
= Luas total permukaan tutup, m 2
= Bobot basah
= Bobot kering
= Biaya penyulingan, Rp/kg
= Total biaya tetap, Rp/kg
= Total biaya tidak tetap, Rp/jam
= Kapasitas penyulingan, jam/kg
= Panas jenis air, kj/kgSC
= Biaya penyusutan, Rp/th
= Diameter tutup ketel suling, m
= Diameter pipa uap, m
= Efisiensi boiler, %
= Efisiensi ketel suling,
= Efisiensi kondensor, %
= Efisiensi penyulingan total, %
= Bilangan Grashof
= Koefisien konveksi udara lingkungan, w/m2-c
= Panas laten penguapan air, kj/kg
= Tingkat bunga modal tiap tahun, %
= Biaya bunga modal, Rp/th
= Total jam kerja tiap tahun, kg/jam
= Konduktivitas panas udara lingkungan, W/m"C
= kadar air, %
xiii
L
= Tinggi dinding k e t e l s u l i n g , m
m
= Laju a l i r a n u a p / a i r p e n d i n g i n , l t / j a m
mt
= Jumlah pemakaian bahan b a k a r , it
mu
= Jumlah a i r yang d i u a p k a n , it
N
= Umur ekonomi a l a t , t h
Nu
= Bilangan Nusselt
P
= B i a y a pembuatan a l a t , Rp
Pr
= Bilangan Prandtl
Qa
= E n e r g i yang d i s e r a p o l e h a i r p e n d i n g i n , k j
Qb
= E n e r g i yang d i h a s i l k a d d i l e p a s k a n bahan b a k a r , k j
Qd
= Kehilangan panas m e l a l u i d i n d i n g k e t e l s u l i n g , k j
Q1 = E n e r g i yang d i l e p a s k e t i k a pengemb"nan u a p dalam
kondensor, k j
Q n l = E n e r g i yang masuk k e t e l s u l i n g s e t e l a h d i k u r a n g i
k e h i l a n g a n panas m e l a l u i p i p a uap, k j
Qn2 = E n e r g i yang masuk k o n d e n s o r d i k u r a n g i k e h i l a n g a n
panas melalui dinding dan t u t u p k e t e l s u l i n g , k j
Qp
= Panas yang h i l a n g m e l a l u i p i p a u a p , k j
Qt = P a n a s yang h i l a n g m e l a l u i t u t u p , k j
Qu
= E n e r g i u n t u k menguapkan a i r , k j
S
= N i l a i a k h i r a l a t , Rp
t
= Lama p e n y u l i n g a n , jam
Td
= T i t i k d i d i h a i r dalam b o i l e r , ' C
Ta
= Suhu a i r a w a l . dalam b o i l e r , ' C
T
= Suhu u d a r a l i n g k u n g a n , ' C
To
= Suhu d i n d i n g l u a r p i p a ,
'C
Tod = Suhu d i n d i n g l u a r k e t e l s u l i n g ,
"C
T o t = Suhu b a g i a n l u a r t u t u p k e t e l s u l i n g ,
'C
U
= N i l a i p a n a s bahan b a k a r , k j / l t
W
= Jumlah u a p / a i r p e n d i n g i n yang d i k e l u a r k a n o l e h
b o i l e r / t a n g k i a i r , it
I.
A.
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Minyak a t s i r i m e r u p a k a n k o m o d i t i e k s p o r nonmigas
b a g i Indonesia.
D i p e r k i r a k a n d i I n d o n e s i a t e r d a p a t 40
j e n i s tanaman p e n g h a s i l minyak a t s i r i .
Untuk b e b e r a p a
m a c a m minyak a t s i r i s e p e r t i minyak n i l a m , minyak p a l a ,
minyak a k a r w a n g i ,
nanga,
minyak d a u n c e n g k e h d a n minyak
I n d o n e s i a merupakan p r o d u s e n yang
n a n n y a bahkan u n t u k minyak k e n a n g a ,
kan
produsen satu-satunya
di
ke-
besar pera-
I n d o n e s i a merupa-
dunia.
Namun
demikian
e k s p o r minyak a t s i r i I n d o n e s i a t a h u n demi t a h u n c e n d e rung turun ( T j i p t a d i , 1985).
Kecenderungan
oleh
masalah
yang
tersebut
melekat
antara
pada
s e p e r t i kontinuitas penyediaan,
yang
tidak
atsiri
tersebut
menentu
warna
yang
mendorong
dan
untuk
lain
usaha
disebabkan
minyak
atsiri
f l u k t u a s i h a r g a , mutu
macam
beberapa
terlalu
gelap.
industri
flavor
minyak
Masalah-masalah
sebagai
konsumen
m i n y a k a t s i r i m e n c a r i b a h a n p e n g g a n t i y a n g l e b i h mantap
sifatnya.
relatif
bah
Akibatnya
t e t a p meskipun
penggunaan
jumlah
minyak
penduduk
atsiri
d u n i a bertam-
.
Karena
hampir
seluruh
minyak
atsiri
Indonesia
u n t u k d i e k s p o r , maka u n t u k m e n i n g k a t k a n d a y a s a i n g d i
p a s a r a n d u n i a mutunya h a r u s cukup t i n g g i .
Penyuling~ndengan uap mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan dengan air atau uap dan air terutama untuk bahan baku berupa biji, akar dan kayu yang
mengandung minyak yang mempunyai titik didih tinggi.
Juga pada penyulingan dengan uap, tekanan dalam ketel
suling bisa diatur disesuaikan dengan sifat bahan yang
alran disuling, sehingga mutu minyak yang dihasilkan
umumnya baik.
Beberapa
penelitian
mengenai
penyulingan
daun
sereh dan biji lada telah dilakukan, terutama dikaitkan dengan perlakuan bahan sebelum disuling dan cara
penyulingan untuk mendapatkan rendemen minyak
yang
optimum
Menurut Guenther ( 1 9 4 9 ) ,
semakin tinggi tekanan
yang digunakan, maka akan semakin besar pula minyak
atsiri yang dihasilkan.
Berdasarkan masalah tersebut diatas, pada pengujian alat ini dicoba penyulingan biji lada dan daun
sereh pada berbagai tingkat tekanan.
B.
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan penampilan alat penyuling tipe uap langsung untuk mengetahui performansi dan karakteristiknya.
11.
A.
TINJAUAN PUSTAKA
SEREH WANGI
1.
Botani
Tanaman sereh wangi termasuk dalam famili
Graminae.
Di Indonesia sereh wangi terdiri dari
dua tipe, yaitu
Cymbopogon
nardus Rendle atau
disebut juga dengan jenis Lenabatu
(Andropogon
nardus Ceylon de jong) dan Cymbopogon winterianus
jowitt, atau disebut dengan Mahapengiri (Andropogon nardus java de jong).
Menurut Mansur dan Laksmanahardja (1987) sereh wangi tipe Mahapengiri mudah dibedakan dengan
tipe Lenabatu, ha1 ini dapat dilihat pada Tabel 1.
Klon tanaman yang memberikan hasil dan mutu
baik adalah Mahapengiri yang banyak terdapat di
pulau Jawa dan dianggap asli Indonesia.
Hal ini
berdasarkan kandungan geranial dan kandungan sitronellal Mahapengiri lebih besar dibandingkan dengan Lenabatu.
Pada saat ini di Balai Penelitian Tanaman
Rempah dan
Obat (Balittro) Bogor terdapat koleksi
lebih dari 127 klon' tanaman sereh wangi termasuk
tipe Mahapengiri maupun t ipe Lenabatu.
Diantara-
nya jenis GI, G2 dan G3 yang merupakan klon unggul
T a b e l 1.
K a r a k t e r i s t i k tanaman s e r e h wangi t i p e
Mah a p e n g i r i d a n L e n a b a t u ( M a n s u r d a n Laksmanah a r d j a , 1987)
Karakteristik
Mahapengiri
Lenabatu
B e n t u k rumpun
Pendek d a n k e c i l
Tinggi besar
T i n g g i rumpun
40 - 70 c m
100
b a t a n g semu
( p e l e p a h daun
a.
Warna
b.
c.
Bentuk
pangkal
-
200 c m
Kuning k e h i j a u a n
campuran warna
merah k e u n g u a n
H ij a u
Membesar
Ramping
Daun
1.
Warna
H ijau
H i j a u muda
2.
Tekstur
Lemas, a g a k p a t a h
Kaku, a g a k mudah
patah
3.
bentuk
Lebih pendek dan
lebih besar
Lebih panjang
dan k e c i l
P r o d u k s i basah
(ton/Ha/tahun)
30
Rendemen minyak
(%u/b daun s e g a r )
0.8
Kadar g e r a n i o l
t o t a l (% b/b)
80 - 97
Kadar s i t r o n e l l a l
(% b/b)
30
-
40
-
-
1.0
45
0.4 - 0.6
55
-
65
yang menghasilkan minyak dengan karakteristik yang
baik.
Pada tabel 2 dapat dilihat karakteristik
sereh wangi klon unggul dan lokal.
Tabel 2.
Karakteristik sereh wangi klon unggul
dan lokal (Rusli et al., 1985)
-
Karakteristik
Kadar minyak
Klon unggul
Klon lokal
0.8-0.9
0.9-1.0
0.9-1.0
0.6-0.8
Bobot jenis
25/25"C
0.8787
0.8739
0.8785
0.8766
Indeks bias
( nZ5)
1.4592
1.4597
1.4595
1.4694
44.83
46.92
46.86
39.64
90.32
90.08
90.68
86.32
(%)
Sitronelal
(%)
Total geraniol ( % )
Pertumbuhan tanaman
sereh wangi dipengaruhi
oleh kesuburan tanah, tinggi tempat di atas permukaan laut dan iklim.
Tanaman sereh dapat tumbuh
di dataran rendah sampai 1000 meter dari permukaan
laut dengan tinggi optimum 250 meter dari permukaan laut.
,
Untuk pertumbuhan daun yang baik diperlukan
iklim yang lembab.
daun agak lambat.
Pada musim kemarau.pertumbuhan
Tanaman pelindung
mempunyai
Oleh
A T 0 SUNARTO
F 24. 0067
1 9 9 2
FAKULTAS
INSTITUT
TEKNOLOGI PEHTANlAN
PERTANIAN
B O G O R
BOGOR
F 240067.
Ato Sunarto.
Uji Performansi Aiat Penyuling
Minyak Atsiri dengan Menggunakan Metode Uap Langsung pada
Penyulingan Biji Lada dan Daun Sereh Wangi.
Dibawah bim-
bingan Atjeng M. Syarief dan Rokhani Hasbullah.
RINGKASAN
Minyak
atsiri merupakan komoditi ekspor non-migas
bagi Indonesia.
Untuk meningkatkan daya saing.di pasaran
dunia maka mutu minyak harus tinggi.
Salah satu cara
untuk meningkatkan mutu minyak yaitu dengan penyulingan
menggunakan metode uap langsung.
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan penampilan alat penyuling tipe uap langsung untuk mengetahui
performansi dan karakteristiknya.
Performansi alat pada penyulingan lada kapasitas 1 0
kg adalah : a) lama penyulingan 6 jam, b) laju penyulingan
rata-rata 1 0 . 4 2
kg/jam, c) konsumsi bahan bakar dan air
pendingin rata-rata 2 . 0 6
liter/jam dan 3 4 0 . 5 6
liter/jam,
d) efisiensi boiler, ketel suling, kondensor dan penyuli%
dan
Sedangkan penyulingan lada kapasitas 15
kg
ngan total rata-rata adalah 5 6 . 9 9 %,
40.92
%.
94.63
%,
memberikan hasil : a) lama penyulingan 6
penyulingan
bakar
314.32
dan
rata-rata 1 3 . 7 6
air pendingin
liter/jam, d)
kg/jam, c)
rata-rata
efisiensi
2.34
boiler,
75.87
jam, b) laju
konsumsi bahan
liter/jam dan
ketel
suling,
kondensor dan penyulingan total rata-rata 5 6 . 9 9
%,
95.78
%,
8 4 . 0 8 % dan 4 5 . 8 7 %.
Performansi alat pada penyulingan sereh wangi kapasitas 3 5 . 5
kg adalah : a) lama penyulingan 4 jam, b) laju
penyulingan
bakar
296.47
dan
rata-rata 1 3 . 0 8
air
pendingin
liter/jam,
d)
kg/jam,
rata-rata
efisiensi
c)
konsumsi
2.43
boiler,
liter/jam
ketel
kondensor dan penyulingan total rata-rata 5 6 . 9 9
%,
bahan
dan
suling,
%,
95.08
8 0 . 5 3 % dan 4 3 . 6 3 %.
Rendemen lada tertinggi didapat pada penyulingan lada
kapasitas 1 5 kg pada tekanan 2 . 0 kg/cm2 yaitu sebesar 1 . 6 7
%
(wb), sedangkan rendemen sereh tertinggi didapat pada
penyulingan
sereh kapasitas
35.5
kg/cm2 yaitu sebesar 0 . 9 8 % (wb).
kg
pada
tekanan
2.0
Penyulingan lada kapa-
sitas 1 5 kg menghasilkan rendemen yang lebih baik dibandingkan penyulingan kapasitas 1 0 kg dan penyulingan dengan
bahan baku lada pada alat ini lebih ekonomis dibandingkan
penyulingan dengan bahan baku sereh wangi.
UJI PERFORMANSI ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
DENGAN MENGGUNAKAN METODE UAP LANGSUNG
PADA PENYULINGAN BIJI LADA DAN DAUN SEREH WANGI
Oleh
AT0 SUNARTO
F 24 0067
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Peytanian,
Institut Pertanian Bogor
FAKULTAS TEWOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UJI PERFORMANSI ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
DENGAN MENGGUNAKAN METODE UAP LANGSUNG
PADA PENYULINGAN BIJI LADA DAN DAUN SEREH WANGI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
AT0 SUNARTO
F 24 0067
Tanggal lulus : 1 2 Mei 1 9 9 2
Ir. Atjeng M. Syarief
-
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
XATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan
Yang Maha Kuasa, karena berkat Rahmat-Nya serta Anugerah-Nya skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian
yang dilakukan selama 3 bulan di laboratorium Bengkel
Mekanisasi Pertanian, jurusan Mekanisasi Pertanian.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Dr. Ir. Atjeng Muchlis Syarief, MSAE dan
Ir. Rokhani Hasbullah yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan selama penyusunan skripsi
ini.
2.
Ir. Endah Sri Agustina, MS., sebagai dosen penguji
3.
Sdr. Budi Mulyono beserta Kel. Oetomo Djajanegara
yang telah banyak memberikan dorongan baik morii
maupun material selama penyusunan skripsi ini.
4.
Sdr. Aris Racharto, Anang Ghozali, serta rekanrekan "Pattaya" dan "RBF" yang telah banyak membantu selama pelaksanaan penelitian.
6.
Semua pihak yang telah membantu selama penulisan
skripsi ini.
Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat
bagi yang memerlukan.
Bogor,
Mei 1 9 9 2
Penulis
vi
DAFTAR IS1
Halaman
........................... vi
TABEL .............................
x
GAMBAR ............................. xi
LAMPIRAN ........................... xii
...
SIMBOL ............................. x113
KATA PENGANTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
DAFTAR
I.
A.
B.
11.
-
PENDAHULUAN
........................
TUJUAN PENELITIAN .....................
LATAR BELAKANG
1
2
TINJAUAN PUSTAKA
A.
B.
SEREH WANGI
1.
Botani
2.
Produksi, Pengolahan dan
Pemanfaatan
.......................
LADA ..................................
1. Botani ............................
2.
C.
D.
...........................
............................
Produksi, Pengolahan dan
Pemanfaatan
3
3
6
8
8
.......................
MINYAK ATSIRI .........................
PENYULINGAN MINYAK ATSIRI .............
12
............
13
....
16
............
17
1.
Penyulingan Dengan Air
2.
Penyulingan Dengan Air dan Uap
3.
Penyulingan Dengan Uap
9
10
E
.
ANALISIS PERFORMANSI ALAT PENYULING
1
2
3
.
.
.
.... 19
Energi yang Dihasilkan
Bahan Bakar
19
Energi Untuk Menguapkan Air
dalam Boiler
19
.......................
......................
Laju ALiran Uap Air dan
Air Pendingin
...................... 20
4. Kehilangan Panas ................... 20
5 . Efisiensi Penyulingan ............. 23
F . ANALISIS BIAYA OPERAS1 ................. 23
I11
.
PENDEKATAN MODIFIKASI RANCANGAN
A
.
FAKTOR-FAKTOR PENDEKATAN
1
.
..............
27
Pengaturan Tekanan di dalam
Ketel suling
....................... 27
2 . Penambahan Boiler ................. 28
3 . Pemasangan Pipa Uap ............... 28
4. Penambahan Rak .................... 28
B
.
RANCANGAN FUNGSIONAL DAN STRUKTURAL
...
...............
Ketel suling .......................
Tangki Bahan ......................
Kondensor .........................
Separator .........................
Pipa Kohobasi ......................
7. Boiler ............................
8 . Kompor ............................
9 . Rak Bahan .........................
.
2.
3.
4.
5.
6.
1
Dudukan Ketel suling
29
29
30
30
31
31
32
32
33
33
IV
.
METODOLOGI PENGUJIAN
A
.
.
C.
D.
B
BAHAN DAN ALAT
.............
35
.................
....................
PARAMETER YANG DIUKUR
35
PROSEDUR PENGUJIAN
37
.
.
2
.
3
.
34
TEMPAT DAN WAKTU PENGUJIAN
1
V
........................
Perlakuan ah an
Sebelum Disuling
..................
Pengukuran Parameter
Selama Penyulingan
37
Analisis Mutu Minyak Hasil
Penyulingan
.......................
41
.......................
42
................
HASIL DAN PEMBAHASAN
.
B.
A
KONSTRUKSI ALAT
......................
1 . Kapasitas Alat ....................
2 . Penyebaran Uap Air ................
3 . Laju Penyulingan ..................
PERFORMANSI ALAT
.
..................
5 . Efisiensi Penyulingan .............
4
6
.
D.
C
.
Kehilangan Panas
Rendemen minyak
ANALISIS BIAYA
.
..................
.........................
45
51
52
56
60
64
66
69
ANALISIS MUTU MINYAK HASIL
PENYULINGAN
VI
37
...........................
70
KESIMPULAN DAN SARAN
.
B.
............................
SARAN .................................
DAFTAR PUSTAKA ............................
LAMPIRAN ..................................
A
KESIMPULAN
73
74
76
78
DAFTAR TABEL
Halaman
Karakteristik tanaman sereh wangi
tipe Mahapengiri dan Lenabatu
4
Karakteristik sereh wangi
klon unggul dan lokal
5
...........
...................
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 10 kg
dengan tekanan 1 . 0 , 1.2 dan 1 . 4 kg/cm2
..
46
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 1 0 kg
dengan tekanan 1.6, 1.'8 dan 2.0 kg/cm2
..
47
.......
48
Performansi alat pada penyulingan
biji lada hitam kapasitas 1 5 kg
dengan tekanan 1.8 dan 2.0 kg/cm2
Performansi alat pada penyulingan
daun sereh wangi kapasitas 3 5 . 5 kg
dengan tekanan 1.0, 1.2 dan 1 . 4 kg/cm2
..
49
Performansi alat pada penyulingan
daun sereh wangi kapasitas 3 5 . 5 kg
dengan tekanan 1 . 6 , 1 . 8 dan 2.0 kg/cm2
..
50
Analisis mutu minyak lada
hasil penyulingan
72
Analisis mutu minyak sereh
wangi hasil penyulingan
72
.......................
.................