KAJI EKSPERIMENTAL EFISIENSI PRODUKSI MINYAK NILAM DENGAN DUA MODEL PENYULINGAN.
TUGAS AKHIR
KAJI EKSPERIMENTAL EFISIENSI PRODUKSI
MINYAK NILAM DENGAN DUA MODEL
PENYULINGAN
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan
Pendidikan Tahap Sarjana
Oleh :
SEFTI MAYOFA IKHSAN
NBP : 05 971 005
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG, 2012
DAFTAR ISI
ABSTRAK
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ......................................................................................... 2
1.3 Pemecahan Masalah ......................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah............................................................................................... 2
1.5 Tujuan .............................................................................................................. 3
1.6 Manfaat ............................................................................................................ 3
1.7 Sistematika Penulisan ...................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Nilam............................................................................................... 5
2.2. Minyak Nilam ................................................................................................. 6
2.3. Proses Penyulingan ......................................................................................... 10
2.3.1 Sifat Termal Uap..................................................................................... 12
2.3.2 Pindah panas ........................................................................................... 12
2.4. Peralatan Penyulingan..................................................................................... 14
2.4.1 Ketel Uap (Boiler)................................................................................... 14
2.4.2 Ketel Suling ............................................................................................ 15
2.4.3 Pendingin (Kondensor) ........................................................................... 16
2.4.4 Pemisah Minyak (Separator)................................................................... 17
2.5 Bahan Peralatan Penyulingan........................................................................... 17
BAB III METODOLOGI
3.1 Penelitian Pendahuluan .................................................................................... 19
3.1.1 Studi Literatur ........................................................................................ 19
3.1.2 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 19
3.1.3 Perancangan Ketel Suling ...................................................................... 21
3.1.3.1 Desain Ketel Suling ..................................................................... 22
3.1.3.2 Material Ketel Suling................................................................... 23
3.1.3.3 Pembuatan Ketel Suling............................................................... 23
3.2 Penelitian Utama ............................................................................................... 26
3.2.1 Pengujian Model Penyulingan ............................................................... 26
3.2.2 Parameter Pengujian Model penyulingan Minyak Nilam...................... 26
3.2.3 Analisa Data dan Pengambilan Kesimpulan.......................................... 27
3.2.4 Bahan dan Alat....................................................................................... 27
3.2.4.1 Bahan ............................................................................................. 27
3.2.4.2 Peralatan Penelitian........................................................................ 28
3.2.5 Prosedur percobaan ................................................................................ 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil dan Pembahasan Data Pengujian Pembandingan efisiensi dan
Efektifitas kinerja Ketel Suling Tradisional dan Rancangan Sendiri ........... 34
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 46
5.2 Saran................................................................................................................. 47
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BAB I
PENDAHULUAN
I. 1
Latar Belakang
Indonesia memiliki kekayaan alam berupa flora dan fauna yang sangat beragam.
Diantara keragaman flora tersebut terdapat tanaman-tanaman yang mengandung
minyak atsiri dan tanaman yang menjadi bahan baku dalam pembuatan produk di
berbagai industri.
Berdasarkan perkembangan industri minyak atsiri di dunia, tanaman yang
sangat potensial sebagai tanaman penghasil minyak atsiri adalah tanaman nilam
(Pogostemon cablin Benth). Kebutuhan minyak nilam di pasar dunia semakin
meningkat sesuai dengan peningkatan penggunaannya di industri kosmetik, obatanobatan, dan antibiotik. Penggunaan minyak nilam di industri kosmetik dipusatkan
sebagai bahan fiksatif dalam pembuatan parfum. Nilai ekspor minyak nilam selalu
meningkat, tahun 2001 mencapai US $ 52,97 juta atau 4,4 % nilai ekspor minyak atsiri
Indonesia. Indonesia pemasok utama minyak nilam dunia (90 %). Sementara kebutuhan
minyak nilam dunia berkisar 1.500 ton/tahun dengan pertumbuhan 5 % (Ferry dan
Emmyzar, 2004). Oleh karena itu, peluang pasar minyak nilam bagi Indonesia masih
cukup besar. Hal tersebut merupakan salah satu peluang Indonesia untuk meningkatkan
kesejahteraan masyarakat khususnya para petani dan penyuling nilam serta
meningkatkan devisa negara.
Pada umumnya minyak nilam yang dihasilkan para petani dan penyuling di
Indonesia masih perlu ditingkatkan baik dari segi kualitas maupun produktivitas serta
efisiensi produksi. Peningkatan produktivitas minyak nilam dapat dilakukan dengan
memperhatikan kinerja sistem penyulingan dalam proses produksi minyak nilam yang
terkait dengan disain alat-alat penyulingan. Peningkatan kualitas minyak nilam dapat
dilakukan dengan pengendalian dan pengontrolan selama proses produksi minyak
nilam. Sedangkan untuk efisiensi produksi dapat dilakukan dengan menggunakan
model–model penempatan kedudukan ketel penyulingan. Dengan asumsi seperti inilah
penulis mencoba mengangkat topik ini untuk membuktikan analisa sehingga nantinya
dapat membantu petani nilam dalam peningkatan efisiensi produksi penyulingan nilam.
Seperti hal petani nilam pada umumnya, petani nilam di Kanagarian Kotorajo
Kecamatan Rao Utara, Kab. Pasaman. Peningkatan kualitas, produktivitas, maupun
efisiensi sangat diperlukan, karena selama ini penyulingan hanya dilakukan secara
tradisional dan masih terdapat kelemahan dari pengerjaan dan proses dari sistem
penyulingannya.
Pada umumnya model penyulingan yang digunakan para petani nilam di
Kanagarian Kotorajo biasanya masih tradisional dengan posisi ketel suling berdiri,
Hingga timbul asumsi penulis bagamaina jika model penyulingan ini dibandingkan
dengan model desain ketel dari rancangan sendiri dengan ketel suling yang direbahkan.
Akan dihitung laju aliran minyak nilam persatuan waktu, waktu yang diperlukan untuk
proses satu kali penyulingan, juga efisiensi dan efektifitas kerja dari kedua model ketel
penyulingan tersebut.
I.2
Perumusan Masalah
Melakukan proses penyulingan, dan membandingkan dua model ketel
penyulingan untuk menentukan efisiensi, maupun efektifitas proses penyulingan yang
dilakukan.
I.3
Pemecahan masalah
Rancang bangun alat penyulingan, pengambilan data-data pengujian dan
pembahasan data pengujian. Membandingkan efisiensi dan efektifitas dari dua model
ketel suling.
I.4
Batasan Masalah.
Dalam penelitian kali ini secara aktual akan dibandingkan efisiensi produksi
dari minyak nilam yang disuling melalui dua metoda yang berbeda, dan
menganalisanya serta memberikan gambaran umum metoda mana yang lebih efisien
hingga bermanfaat bagi petani nilam pada khususnya. Parameter yang digunakan relatif
sama, diantaranya besar pengapian, bobot daun nilam pengujian, besar laju pendinginan
juga sama.
I.5
Tujuan
1.5.1 Tujuan Umum
Beberapa tujuan umum yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :
1. Perancangan ketel suling.
2. Pembuatan ketel suling.
3. Pengujian ketel suling.
1.5.2 Tujuan Khusus
Secara khusus penelitian ini yaitu :
1. Menentukan keterkaitan desain kinerja ketel suling dalam hal peningkatan
efisiensi dan efektifitas pada suatu sistem penyulingan.
2. Membandingkan dua sistem penyulingan untuk mendapatkan satu proses yang
relatif efisien dan efektif.
3. Berusaha meningkatkan kinerja dan efisiensi, efektifitas proses penyulingan minyak
nilam sehingga berdampak positif untuk petani nilam.
I.6
Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut :
1. Bab I Pendahuluan
Menjelaskan mengenai latar belakang masalah, tujuan, manfaat, batasan
masalah dan sistematika penulisan.
2. Bab II Tinjauan pustaka
Menjelaskan mengenai tanaman nilam, minyak nilam, proses penyulingan, dan
peralatan penyulingan.
3. Bab III Metodologi
Menjelaskan mengenai diagram alir penelitian, perancangan dan pembuatan
ketel peralatan penyulingan, pengujian dua model penyulingan, parameter
penelitian, bahan dan peralatan pengujian, dan prosedur pengujian.
4. Bab IV Hasil dan Pembahasan
Memaparkan dan menganalisa data-data yang didapatkan dari hasil pengujian
berupa laju destilat persatuan waktu, waktu yang diperlukan satu kali proses
penyulingan, volume destilat yang dihasilkan, dan perbandingan efisiensi dari kedua
model penyulingan.
5. Bab V Penutup
Menjelaskan mengenai kesimpulan akhir penelitian dan saran-saran yang
direkomendasikan berdasarkan pengalaman di lapangan untuk perbaikan proses
pengujian selanjutnya.
KAJI EKSPERIMENTAL EFISIENSI PRODUKSI
MINYAK NILAM DENGAN DUA MODEL
PENYULINGAN
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan
Pendidikan Tahap Sarjana
Oleh :
SEFTI MAYOFA IKHSAN
NBP : 05 971 005
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG, 2012
DAFTAR ISI
ABSTRAK
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ......................................................................................... 2
1.3 Pemecahan Masalah ......................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah............................................................................................... 2
1.5 Tujuan .............................................................................................................. 3
1.6 Manfaat ............................................................................................................ 3
1.7 Sistematika Penulisan ...................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Nilam............................................................................................... 5
2.2. Minyak Nilam ................................................................................................. 6
2.3. Proses Penyulingan ......................................................................................... 10
2.3.1 Sifat Termal Uap..................................................................................... 12
2.3.2 Pindah panas ........................................................................................... 12
2.4. Peralatan Penyulingan..................................................................................... 14
2.4.1 Ketel Uap (Boiler)................................................................................... 14
2.4.2 Ketel Suling ............................................................................................ 15
2.4.3 Pendingin (Kondensor) ........................................................................... 16
2.4.4 Pemisah Minyak (Separator)................................................................... 17
2.5 Bahan Peralatan Penyulingan........................................................................... 17
BAB III METODOLOGI
3.1 Penelitian Pendahuluan .................................................................................... 19
3.1.1 Studi Literatur ........................................................................................ 19
3.1.2 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 19
3.1.3 Perancangan Ketel Suling ...................................................................... 21
3.1.3.1 Desain Ketel Suling ..................................................................... 22
3.1.3.2 Material Ketel Suling................................................................... 23
3.1.3.3 Pembuatan Ketel Suling............................................................... 23
3.2 Penelitian Utama ............................................................................................... 26
3.2.1 Pengujian Model Penyulingan ............................................................... 26
3.2.2 Parameter Pengujian Model penyulingan Minyak Nilam...................... 26
3.2.3 Analisa Data dan Pengambilan Kesimpulan.......................................... 27
3.2.4 Bahan dan Alat....................................................................................... 27
3.2.4.1 Bahan ............................................................................................. 27
3.2.4.2 Peralatan Penelitian........................................................................ 28
3.2.5 Prosedur percobaan ................................................................................ 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil dan Pembahasan Data Pengujian Pembandingan efisiensi dan
Efektifitas kinerja Ketel Suling Tradisional dan Rancangan Sendiri ........... 34
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 46
5.2 Saran................................................................................................................. 47
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BAB I
PENDAHULUAN
I. 1
Latar Belakang
Indonesia memiliki kekayaan alam berupa flora dan fauna yang sangat beragam.
Diantara keragaman flora tersebut terdapat tanaman-tanaman yang mengandung
minyak atsiri dan tanaman yang menjadi bahan baku dalam pembuatan produk di
berbagai industri.
Berdasarkan perkembangan industri minyak atsiri di dunia, tanaman yang
sangat potensial sebagai tanaman penghasil minyak atsiri adalah tanaman nilam
(Pogostemon cablin Benth). Kebutuhan minyak nilam di pasar dunia semakin
meningkat sesuai dengan peningkatan penggunaannya di industri kosmetik, obatanobatan, dan antibiotik. Penggunaan minyak nilam di industri kosmetik dipusatkan
sebagai bahan fiksatif dalam pembuatan parfum. Nilai ekspor minyak nilam selalu
meningkat, tahun 2001 mencapai US $ 52,97 juta atau 4,4 % nilai ekspor minyak atsiri
Indonesia. Indonesia pemasok utama minyak nilam dunia (90 %). Sementara kebutuhan
minyak nilam dunia berkisar 1.500 ton/tahun dengan pertumbuhan 5 % (Ferry dan
Emmyzar, 2004). Oleh karena itu, peluang pasar minyak nilam bagi Indonesia masih
cukup besar. Hal tersebut merupakan salah satu peluang Indonesia untuk meningkatkan
kesejahteraan masyarakat khususnya para petani dan penyuling nilam serta
meningkatkan devisa negara.
Pada umumnya minyak nilam yang dihasilkan para petani dan penyuling di
Indonesia masih perlu ditingkatkan baik dari segi kualitas maupun produktivitas serta
efisiensi produksi. Peningkatan produktivitas minyak nilam dapat dilakukan dengan
memperhatikan kinerja sistem penyulingan dalam proses produksi minyak nilam yang
terkait dengan disain alat-alat penyulingan. Peningkatan kualitas minyak nilam dapat
dilakukan dengan pengendalian dan pengontrolan selama proses produksi minyak
nilam. Sedangkan untuk efisiensi produksi dapat dilakukan dengan menggunakan
model–model penempatan kedudukan ketel penyulingan. Dengan asumsi seperti inilah
penulis mencoba mengangkat topik ini untuk membuktikan analisa sehingga nantinya
dapat membantu petani nilam dalam peningkatan efisiensi produksi penyulingan nilam.
Seperti hal petani nilam pada umumnya, petani nilam di Kanagarian Kotorajo
Kecamatan Rao Utara, Kab. Pasaman. Peningkatan kualitas, produktivitas, maupun
efisiensi sangat diperlukan, karena selama ini penyulingan hanya dilakukan secara
tradisional dan masih terdapat kelemahan dari pengerjaan dan proses dari sistem
penyulingannya.
Pada umumnya model penyulingan yang digunakan para petani nilam di
Kanagarian Kotorajo biasanya masih tradisional dengan posisi ketel suling berdiri,
Hingga timbul asumsi penulis bagamaina jika model penyulingan ini dibandingkan
dengan model desain ketel dari rancangan sendiri dengan ketel suling yang direbahkan.
Akan dihitung laju aliran minyak nilam persatuan waktu, waktu yang diperlukan untuk
proses satu kali penyulingan, juga efisiensi dan efektifitas kerja dari kedua model ketel
penyulingan tersebut.
I.2
Perumusan Masalah
Melakukan proses penyulingan, dan membandingkan dua model ketel
penyulingan untuk menentukan efisiensi, maupun efektifitas proses penyulingan yang
dilakukan.
I.3
Pemecahan masalah
Rancang bangun alat penyulingan, pengambilan data-data pengujian dan
pembahasan data pengujian. Membandingkan efisiensi dan efektifitas dari dua model
ketel suling.
I.4
Batasan Masalah.
Dalam penelitian kali ini secara aktual akan dibandingkan efisiensi produksi
dari minyak nilam yang disuling melalui dua metoda yang berbeda, dan
menganalisanya serta memberikan gambaran umum metoda mana yang lebih efisien
hingga bermanfaat bagi petani nilam pada khususnya. Parameter yang digunakan relatif
sama, diantaranya besar pengapian, bobot daun nilam pengujian, besar laju pendinginan
juga sama.
I.5
Tujuan
1.5.1 Tujuan Umum
Beberapa tujuan umum yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :
1. Perancangan ketel suling.
2. Pembuatan ketel suling.
3. Pengujian ketel suling.
1.5.2 Tujuan Khusus
Secara khusus penelitian ini yaitu :
1. Menentukan keterkaitan desain kinerja ketel suling dalam hal peningkatan
efisiensi dan efektifitas pada suatu sistem penyulingan.
2. Membandingkan dua sistem penyulingan untuk mendapatkan satu proses yang
relatif efisien dan efektif.
3. Berusaha meningkatkan kinerja dan efisiensi, efektifitas proses penyulingan minyak
nilam sehingga berdampak positif untuk petani nilam.
I.6
Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut :
1. Bab I Pendahuluan
Menjelaskan mengenai latar belakang masalah, tujuan, manfaat, batasan
masalah dan sistematika penulisan.
2. Bab II Tinjauan pustaka
Menjelaskan mengenai tanaman nilam, minyak nilam, proses penyulingan, dan
peralatan penyulingan.
3. Bab III Metodologi
Menjelaskan mengenai diagram alir penelitian, perancangan dan pembuatan
ketel peralatan penyulingan, pengujian dua model penyulingan, parameter
penelitian, bahan dan peralatan pengujian, dan prosedur pengujian.
4. Bab IV Hasil dan Pembahasan
Memaparkan dan menganalisa data-data yang didapatkan dari hasil pengujian
berupa laju destilat persatuan waktu, waktu yang diperlukan satu kali proses
penyulingan, volume destilat yang dihasilkan, dan perbandingan efisiensi dari kedua
model penyulingan.
5. Bab V Penutup
Menjelaskan mengenai kesimpulan akhir penelitian dan saran-saran yang
direkomendasikan berdasarkan pengalaman di lapangan untuk perbaikan proses
pengujian selanjutnya.