Alat penyulingan yang digunakan pada penyulingan minyak nilam di Pakpak Barat, Sumatera Utara pada umumnya masih menggunakan teknologi yang sederhana. Metode penyulingan yang dilakukan adalah metode penyulingan uap dan air dengan sistem non kohobasi. Pengisian air dilakukan secara terus menerus selama proses penyulingan berlangsung dengan memperhitungkan uap air yang keluar (biasanya dengan aliran yang sangat kecil). Bahan baku yang digunakan adalah tanaman nilam Aceh (Pogostemon cablin benth) yang dikeringkan selama 2 hari dengan kadar air 10 % - 14 %. Sketsa penyulingan rakyat dapat dilihat pada Gambar 25.
Gambar 25. Sketsa Unit pengolahan Hasil (UPH) Tradisional
Keterangan :
A : Ketel air D : Kondensor
B : Ketel suling E : Separator C : Pipa penghubung
Peralatan penyulingan yang digunakan adalah tungku, ketel air, ketel suling, pipa uap, kondensor dan separator. Ketel air ditempatkan dibawah tanah dan pada bagian atas ketel air terdapat pipa uap untuk mengalirkan uap ke ketel suling yang berada diatasnya. Luas permukaan pindah panas pada ketel air sebesar 0,78 m2 dengan rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan destilat adalah 1 jam. Ketel suling dan ketel air yang digunakan terbuat dari drum berplat besi dengan diameter 57 cm dan tinggi 87,5 cm. Ketel yang terbuat dari besi dapat dengan mudah membentuk organologam pada saat penyulingan, hal itu dikarenakan penyulingan membutuhkan suhu yang tinggi. Pada suhu yang tinggi, organologam akan mudah sekali terbentuk. Organologam pada minyak nilam dapat mempengaruhi warna minyak kasar yang dihasilkan. Minyak nilam yang mengandung organologam akan berwarna kecokelatan, gelap, sampai hitam pekat, hingga mutu minyak tersebut akan menurun dan mengakibatkan harga jual minyak tersebut akan
A
D
B
E C
turun. Kapasitas ketel suling yaitu 30 kg daun dan ranting nilam kering dengan kepadatan bahan 0,13 kg/liter. Bahan bakar yang digunakan pada penyulingan rakyat ini adalah kayu bakar sebanyak 2 m3.
Rata-rata laju destilat selama penyulingan berlangsung yaitu 0,9 L/jam/kg bahan. Grafik laju destilat setiap jam dapat dilihat pada Gambar 26. Grafik tersebut menunjukkan laju destilat yang tidak stabil. Pada jam kedua laju destilat mengalami penurunan kemudian naik pada jam ketiga dan turun kembali hingga akhir penyulingan. Ketidakstabilan laju detilat dapat disebabkan karena penggunaan kayu bakar selama penyulingan. Penurunan laju destilat dapat terjadi karena kurangnya pasokan kayu bakar.
Gambar 26. Laju destilat penyulingan rakyat
Pipa uap yang digunakan berbahan dasar alumunium dengan panjang 6 meter sampai 18 meter. Kondensor pada penyulingan rakyat ini menggunakan pipa kondensor yang berbahan dasar alumunium dengan bak kondensor yang digunakan berbentuk tebuka pada bagian atasnya dan dinding bak kondensor terbuat dari papan atau tanah sepanjang 6 meter sampai 10 meter. Tipe kondensor yang digunakan berupa kondensor dengan pipa yang panjang dan lurus yang terendam dalam bak kondensor. Air pendingin kondensor dialirkan secara terus menerus selama penyulingan dengan arah sama dengan aliran uap minyak dalam pipa.
Tabel 15. Perbandingan suhu rata-rata di kondensor pada penyulingan rakyat 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1 2 3 4 5 La ju L /j a m /k g b a h a n Jam
ke-No. Keterangan Suhu (°C)
1. Destilat 35.8
2. Air pendingin masuk 24
3. Air pendingin keluar 44,2
Rata-rata suhu destilat selama penyulingan adalah 35,8 °C sedangkan rata-rata suhu air pendingin keluar adalah 44,2 °C dan suhu air pendingin masuk 24 °C. Suhu destilat dan suhu air pendingin semakin meningkat dengan semakin lamanya penyulingan. Grafik perubahan suhu destilat dan suhu air pendingin selama proses penyulingan disajikan pada Gambar 27. Aliran searah yang digunakan pada penyulingan rakyat mengakibatkan suhu destilat menjadi semakin tinggi dan mencapai 39 °C pada akhir penyulingan. Hal tersebut dapat disebabkan karena pada aliran searah tidak akan dapat membuat suhu destilat mendekati suhu air pendingin yang masuk dan panas yang dipindahkan akan kurang dari yang dapat dipindahkan jika alirannya berlawanan arah.
Gambar 27. Grafik suhu di kondensor pada penyulingan rakyat
Separator yang digunakan berbentuk tabung yang terbuat dari alumunium. Proses pemisahan minyak terjadi karena adanya perbedaan bobot jenis kemudian minyak yang berada pada bagian atas dipisahkan secara
0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 S u h u Jam ke-Suhu destilat
Suhu air pendingin masuk
Suhu air pendingin keluar
manual dari air dengan menggunakan sendok sayur dan air berlebih dari separator langsung di buang.
Rendemen minyak nilam yang dihasilkan berkisar antara 2 % - 3,3 % selama 5 - 6 jam penyulingan. Tingginya rendemen yang dihasilkan karena bahan baku yang digunakan yaitu 80 % daun dan 20 % ranting muda. Menurut penelitian Purwaningrat (2008), berdasarkan bagian tanaman nilam, rendemen paling tinggi dihasilkan oleh bagian pucuk (ruas ke- 1 sampai ruas ke- 5) dan semakin menurun dari bagian pucuk ke bagian akar tanaman. Daun mempunyai rendemen yang lebih tinggi dibandingkan dengan bagian tanaman lainnya.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Prototipe alat penyulingan pada penelitian ini belum sempurna terutama pada bagian tungku pembakaran karena udara panas di tungku belum dapat mengalir dengan baik. Namun demikian, prototipe alat penyulingan memiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan penyulingan rakyat. Hal tersebut dapat dilihat pada prototipe alat penyulingan memiliki luas permukaan pindah panas pada ketel dan kondensor yang lebih besar, kapasitas yang lebih besar sehingga dapat menghasilkan minyak yang lebih banyak, separator yang dapat memisahkan minyak lebih baik tanpa menggunakan alat bantu lain seperti sendok sayur, kondensor yang dapat menghasilkan suhu destilat lebih rendah dan mutu yang lebih baik karena menggunakan alat penyulingan yang berbahan stainless steel.
Rendemen yang dihasilkan pada penyulingan kohobasi dan non kohobasi tidak berbeda jauh yaitu sebesar 2,29 % (db) dan 2,2 % (db). Mutu minyak nilam yang dihasilkan dengan penyulingan kohobasi dan non kohobasi sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) 06 – 2385 - 2006 . Bertambahnya waktu penyulingan cenderung meningkatkan nilai bobot jenis, indeks bias, putaran optik, bilangan ester dan bilangan asam. Seluruh minyak nilam yang dihasilkan dapat larut dengan baik dalam alkohol 90 % dengan kelarutan 1:1 sampai 1:7.
Penyulingan kohobasi dan penyulingan non kohobasi memliki efisiensi energi yang tidak berbeda jauh yaitu sebesar 25 % dan 23 % dikarenakan suhu air pengisi ketel pada penyulingan kohobasi hanya sedikit lebih tinggi. Penyulingan kohobasi memiliki kelebihan dibandingkan penyulingan non kohobasi yaitu dapat menghemat penggunaan air hingga 35 % sehingga penyulingan kohobasi dapat diterapkan pada daerah yang memiliki keterbatasan air dan memiliki suhu air rendah. Efisiensi kondensor pada penyulingan non kohobasi lebih tinggi dibandingkan dengan penyulingan non kohobasi karena pada penyulingan non kohobasi bukaan kran air pendingin masuk lebih lama jika dibandingkan dengan penyulingan kohobasi.