Rancang Bangun Alat Penyuling Minyak Atsiri (Tipe Uap Langsung)
RANCANG BANGUN ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
TIPE UAP LANGSUNG
SKRIPSI
OLEH :
OCTO FANDI SINAGA
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015
Universitas Sumatera Utara
RANCANG BANGUN ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
TIPE UAP LANGSUNG
SKRIPSI
OLEH :
OCTO FANDI SINAGA
100308020/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Sarjana
di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing
(LukmanAdlin Harahap, STP, M.Si )
Ketua
(Adian Rindang STP, M.Si)
Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyusun skripsi ini.
skripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Penyuling Minyak Atsiri
(Tipe Uap Langsung)” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat
menyelesaikan studi di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada
Bapak Lukman Adlin STP, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan kepada
Ibu Adian Rindang STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah
banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang bersifat
membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terimakasih, semoga skripsi ini
bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Februari 2015
Penulis
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Octo Fandi Sinaga : Rancang Bangun Alat Penyuling Minyak Atsiri (Tipe Uap
Langsung). Dibimbing oleh Lukman Adlin Harahap dan Adian Rindang..
Penyulingan merupakan salah satu cara untuk mengambil minyak atsiri yang
terdapat pada daun, salah satu contohnya adalah daun cengkeh. Daun cengkeh memiliki
kadar minyak yang cukup tinggi dengan kandungan euganol yang dapat mencapai 85%.
Proses pengolahan pascapanen bertujuan agar hasil pertanian memiliki nilai
ekonomis yang lebih tinggi dibandingkan sebelum dilakukan pengolahan.
Penelitian ini bertujuan untuk merancang, membuat, menguji serta menganalisis
nilai ekonomis alat penyuling minyak atsiri. Parameter yang diamati yaitu
kapasitas efektif alat, efisiensi alat dan analisis ekonomi.
Dari hasil penelitian diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 3,88 ml/jam.
Analisis ekonomi dari tahun pertama sampai tahun kelima berturut-turut yaitu Rp.
1.054,77/ml, Rp. 880,48/ml, Rp. 822,67/ml, Rp. 793,82/ml dan Rp. 776,55/ml.
Nilai titik impas (BEP) dari tahun pertama sampai tahun kelima sebanyak 247,17
ml/tahun, 133,02 ml/tahun, 95,16 ml/tahun, 76,27 ml/tahun dan 64,95 ml/tahun.
Net present value (NPV) 6% adalah Rp. 12.060.105 Sedangkan NPV 8% adalah
Rp. 10.793.704,29 dan Internal rate of return alat ini adalah sebesar 27,04%.
Kata kunci: daun cengkeh, penyulingan, mesin
ABSTRACT
Octo Fandi Sinaga : design construction of patchouli oil direct steam distillation
type. Supervised by Lukman Adlin Harahap and Adian Rindang.
Distillation is one of the ways to take up patchouli oil that contained in the
leaves, the example is leaf clovers. Leaf clovers has the high oil content with
euganol that reaches of 85%. The postharvest processing’s purpose is to make the
agricultural product have a higher economic value compared to the product
without processed. The purpose of this research was to design, build, test and
analyze the economic value of patchouli oil direct steam distillation type. The
parameters observed were effective capacity,efisiensy and economic analysis.
Based on this research, it were summarized that the effective
capacity of the equipment was 13,33 ml/hour. Economic analysis, basic costs for
the first to the fifth year was Rp. 1.054,77/ml, Rp. 880,48/ml, Rp. 822,67/ml, Rp.
793,82/ml and Rp. 776,55/ml. Break even point (BEP) for the first to the fifth year
was 247,17 ml/year, 133,02 ml/year, 95,16 ml/year, 76,27 ml/year and 64,95
ml/year. Net present value (NPV) 6% was Rp. 12.060.105 whereas NPV 8% was
Rp. 10.793.704,29 and Internal rate of return this equipment was 27,04%.
Keywords : leaf clovers, distillation, machine
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ....................................................................................... i
DAFTAR TABEL ............................................................................................. ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... iii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... v
PENDAHULUAN
Latar Belakang ................................................................................................... 1
Tujuan Penelitian ............................................................................................... 3
Manfaat Penelitian ............................................................................................. 3
TINJAUAN PUSTAKA
Minyak Atsiri..................................................................................................... 4
Cengkeh............................................................................................................. 5
Bahan Logam Yang Digunakan ......................................................................... 7
Tekanan dan Uap .............................................................................................. 8
Cara Umum Penyulingan Minyak Atsiri ............................................................ 9
Penyulingan Tanaman Penghasil Minyak Atsiri .................................................11
Heat Exchanger (HE) ........................................................................................12
Kandungan yang Terdapat Pada Minyak Atsiri ..................................................15
Kandungan Kimia Minyak Atsiri Pada Daun Cengkeh .......................................17
Rendemen dan Lama Penyulingan .......................................................................18
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................................19
Bahan dan Alat ..................................................................................................19
Metodologi Penelitian ........................................................................................19
Persiapan Bahan ................................................................................................19
Perancangan Alat ...............................................................................................20
Komponen Alat ..........................................................................................20
Pembuatan Alat ..........................................................................................22
Prosedur Penelitian .....................................................................................23
Parameter yang Diamati .....................................................................................23
Kapasitas Efektif Alat .................................................................................23
Rendemen...................................................................................................24
Efisiensi Alat ..............................................................................................24
Analisis Biaya ....................................................................................................25
Biaya Tetap .................................................................................................25
Biaya Tidak Tetap .......................................................................................26
Break Event Point (BEP) ............................................................................27
Net Present Point (NPV) .............................................................................27
Internal Rate Of Return (IRR).....................................................................28
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat Penyuling Minyak Atsiri Tipe Uap Langsung ................................. 30
Pemilihan Bahan .................................................................................... 31
Dimensi Alat.......................................................................................... 32
Proses Penyulingan ................................................................................ 32
Kapasitas Efektif Alat ............................................................................ 33
Rendemen Minyak ................................................................................. 35
Heat Exchanger ..................................................................................... 36
Efisiensi Aalat ....................................................................................... 37
Analisis Ekonomi .................................................................................. 38
Break Event Point .................................................................................. 39
Net Present Value ................................................................................. 40
Internal Rate of Return .......................................................................... 41
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan............................................................................................ 42
Saran .................................................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 44
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Hal
Koefisien Heat Transfer di Kondensor ..................................................... 14
Hasil penyulingan Daun Cengkeh ............................................................ 33
Berat Minyak Daun Cengkeh Hasil Penyulingan ...................................... 35
Suhu Dalam Kondensor ............................................................................ 36
Energi Dalam Heat Transfer..................................................................... 36
Biaya Pokok Penyulingan Daun Cengkeh ................................................. 38
Break Event Point (BEP) Alat Penyuling Minyak Atsiri ........................... 39
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Hal
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Minyak Atsiri ................................................................................. 4
Cengkeh ......................................................................................... 6
Alat Penyulingan Tipe Rebus ........................................................ 10
Alat Penyulingan Tipe Kukus ........................................................ 10
Alat Penyulingan Tipe Uap Langsung ........................................... 10
Grafik Biaya Pokok Alat Penyuling Minyak Atsiri ........................ 39
Grafik Break Event Point (BEP) Alat Penyuling Minyak Atsiri ..... 40
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Hal
Flow Chart Pelaksanaan Penelitian ...................................................... 46
Kapasitas Efektif Alat .......................................................................... 48
Rendemen Minyak Daun Cengkeh ....................................................... 49
Perpindahan Panas ............................................................................... 50
Efisiensi Alat ....................................................................................... 52
Analisis Ekonomi ................................................................................. 53
Break Even Point ................................................................................. 55
Net Present Value ................................................................................ 56
Internal Rate of Return......................................................................... 58
Gambar Daun Cengkeh ........................................................................ 60
Gambar Alat ........................................................................................ 61
Gambar Teknik Alat Penyuling Minyak Atsiri ..................................... 64
Universitas Sumatera Utara
TIPE UAP LANGSUNG
SKRIPSI
OLEH :
OCTO FANDI SINAGA
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015
Universitas Sumatera Utara
RANCANG BANGUN ALAT PENYULING MINYAK ATSIRI
TIPE UAP LANGSUNG
SKRIPSI
OLEH :
OCTO FANDI SINAGA
100308020/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Sarjana
di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh :
Komisi Pembimbing
(LukmanAdlin Harahap, STP, M.Si )
Ketua
(Adian Rindang STP, M.Si)
Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyusun skripsi ini.
skripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Penyuling Minyak Atsiri
(Tipe Uap Langsung)” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat
menyelesaikan studi di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada
Bapak Lukman Adlin STP, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan kepada
Ibu Adian Rindang STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah
banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang bersifat
membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terimakasih, semoga skripsi ini
bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Februari 2015
Penulis
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Octo Fandi Sinaga : Rancang Bangun Alat Penyuling Minyak Atsiri (Tipe Uap
Langsung). Dibimbing oleh Lukman Adlin Harahap dan Adian Rindang..
Penyulingan merupakan salah satu cara untuk mengambil minyak atsiri yang
terdapat pada daun, salah satu contohnya adalah daun cengkeh. Daun cengkeh memiliki
kadar minyak yang cukup tinggi dengan kandungan euganol yang dapat mencapai 85%.
Proses pengolahan pascapanen bertujuan agar hasil pertanian memiliki nilai
ekonomis yang lebih tinggi dibandingkan sebelum dilakukan pengolahan.
Penelitian ini bertujuan untuk merancang, membuat, menguji serta menganalisis
nilai ekonomis alat penyuling minyak atsiri. Parameter yang diamati yaitu
kapasitas efektif alat, efisiensi alat dan analisis ekonomi.
Dari hasil penelitian diperoleh kapasitas efektif alat sebesar 3,88 ml/jam.
Analisis ekonomi dari tahun pertama sampai tahun kelima berturut-turut yaitu Rp.
1.054,77/ml, Rp. 880,48/ml, Rp. 822,67/ml, Rp. 793,82/ml dan Rp. 776,55/ml.
Nilai titik impas (BEP) dari tahun pertama sampai tahun kelima sebanyak 247,17
ml/tahun, 133,02 ml/tahun, 95,16 ml/tahun, 76,27 ml/tahun dan 64,95 ml/tahun.
Net present value (NPV) 6% adalah Rp. 12.060.105 Sedangkan NPV 8% adalah
Rp. 10.793.704,29 dan Internal rate of return alat ini adalah sebesar 27,04%.
Kata kunci: daun cengkeh, penyulingan, mesin
ABSTRACT
Octo Fandi Sinaga : design construction of patchouli oil direct steam distillation
type. Supervised by Lukman Adlin Harahap and Adian Rindang.
Distillation is one of the ways to take up patchouli oil that contained in the
leaves, the example is leaf clovers. Leaf clovers has the high oil content with
euganol that reaches of 85%. The postharvest processing’s purpose is to make the
agricultural product have a higher economic value compared to the product
without processed. The purpose of this research was to design, build, test and
analyze the economic value of patchouli oil direct steam distillation type. The
parameters observed were effective capacity,efisiensy and economic analysis.
Based on this research, it were summarized that the effective
capacity of the equipment was 13,33 ml/hour. Economic analysis, basic costs for
the first to the fifth year was Rp. 1.054,77/ml, Rp. 880,48/ml, Rp. 822,67/ml, Rp.
793,82/ml and Rp. 776,55/ml. Break even point (BEP) for the first to the fifth year
was 247,17 ml/year, 133,02 ml/year, 95,16 ml/year, 76,27 ml/year and 64,95
ml/year. Net present value (NPV) 6% was Rp. 12.060.105 whereas NPV 8% was
Rp. 10.793.704,29 and Internal rate of return this equipment was 27,04%.
Keywords : leaf clovers, distillation, machine
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ....................................................................................... i
DAFTAR TABEL ............................................................................................. ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... iii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... v
PENDAHULUAN
Latar Belakang ................................................................................................... 1
Tujuan Penelitian ............................................................................................... 3
Manfaat Penelitian ............................................................................................. 3
TINJAUAN PUSTAKA
Minyak Atsiri..................................................................................................... 4
Cengkeh............................................................................................................. 5
Bahan Logam Yang Digunakan ......................................................................... 7
Tekanan dan Uap .............................................................................................. 8
Cara Umum Penyulingan Minyak Atsiri ............................................................ 9
Penyulingan Tanaman Penghasil Minyak Atsiri .................................................11
Heat Exchanger (HE) ........................................................................................12
Kandungan yang Terdapat Pada Minyak Atsiri ..................................................15
Kandungan Kimia Minyak Atsiri Pada Daun Cengkeh .......................................17
Rendemen dan Lama Penyulingan .......................................................................18
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................................19
Bahan dan Alat ..................................................................................................19
Metodologi Penelitian ........................................................................................19
Persiapan Bahan ................................................................................................19
Perancangan Alat ...............................................................................................20
Komponen Alat ..........................................................................................20
Pembuatan Alat ..........................................................................................22
Prosedur Penelitian .....................................................................................23
Parameter yang Diamati .....................................................................................23
Kapasitas Efektif Alat .................................................................................23
Rendemen...................................................................................................24
Efisiensi Alat ..............................................................................................24
Analisis Biaya ....................................................................................................25
Biaya Tetap .................................................................................................25
Biaya Tidak Tetap .......................................................................................26
Break Event Point (BEP) ............................................................................27
Net Present Point (NPV) .............................................................................27
Internal Rate Of Return (IRR).....................................................................28
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat Penyuling Minyak Atsiri Tipe Uap Langsung ................................. 30
Pemilihan Bahan .................................................................................... 31
Dimensi Alat.......................................................................................... 32
Proses Penyulingan ................................................................................ 32
Kapasitas Efektif Alat ............................................................................ 33
Rendemen Minyak ................................................................................. 35
Heat Exchanger ..................................................................................... 36
Efisiensi Aalat ....................................................................................... 37
Analisis Ekonomi .................................................................................. 38
Break Event Point .................................................................................. 39
Net Present Value ................................................................................. 40
Internal Rate of Return .......................................................................... 41
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan............................................................................................ 42
Saran .................................................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 44
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Hal
Koefisien Heat Transfer di Kondensor ..................................................... 14
Hasil penyulingan Daun Cengkeh ............................................................ 33
Berat Minyak Daun Cengkeh Hasil Penyulingan ...................................... 35
Suhu Dalam Kondensor ............................................................................ 36
Energi Dalam Heat Transfer..................................................................... 36
Biaya Pokok Penyulingan Daun Cengkeh ................................................. 38
Break Event Point (BEP) Alat Penyuling Minyak Atsiri ........................... 39
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Hal
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Minyak Atsiri ................................................................................. 4
Cengkeh ......................................................................................... 6
Alat Penyulingan Tipe Rebus ........................................................ 10
Alat Penyulingan Tipe Kukus ........................................................ 10
Alat Penyulingan Tipe Uap Langsung ........................................... 10
Grafik Biaya Pokok Alat Penyuling Minyak Atsiri ........................ 39
Grafik Break Event Point (BEP) Alat Penyuling Minyak Atsiri ..... 40
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Hal
Flow Chart Pelaksanaan Penelitian ...................................................... 46
Kapasitas Efektif Alat .......................................................................... 48
Rendemen Minyak Daun Cengkeh ....................................................... 49
Perpindahan Panas ............................................................................... 50
Efisiensi Alat ....................................................................................... 52
Analisis Ekonomi ................................................................................. 53
Break Even Point ................................................................................. 55
Net Present Value ................................................................................ 56
Internal Rate of Return......................................................................... 58
Gambar Daun Cengkeh ........................................................................ 60
Gambar Alat ........................................................................................ 61
Gambar Teknik Alat Penyuling Minyak Atsiri ..................................... 64
Universitas Sumatera Utara