PASCA PANEN NILAM Ma’mun
III. PENYULINGAN a. Teori dasar penyulingan
Penyulingan minyak atsiri adalah suatu proses pengambilan (pemisahan) minyak dari bahannya dengan bantuan uap air. Pemisahan minyak tersebut dapat terjadi karena adanya perbedaan titik didih (tekanan uap) di antara komponen-komponen bahan. Di dalam alat suling terdapat minyak dan air, dimana keduanya bersifat tidak dapat bercampur. Hubungan antara air dan minyak pada penyulingan dapat dinyatakan dalam persamaan matematik sebagai berikut :
B B A B A A
xW
M
M
x
P
P
W
Dimana : A = minyak. B = air
WA dan WB = berat komponen A dan B dalam kondensat MA dan MB = berat molekul zat/cairan A dan B
PA dan PB = tekanan uap bagian A dan B
Dari persamaan di atas, akan dapat diperkirakan jumlah uap air yang diperlakukan untuk menyuling suatu bahan jika tekanan dan berat molekul masing-masing komponen/cairan diketahui pada suhu penyulingan. Dengan mengetahui kadar minyak dalam bahan dan melalui persamaan di atas, maka kebutuhan uap air yang diperlukan pada proses penyulingan dapat diketahui.
Minyak atsiri bersifat mudah menguap, yang terdiri dari campuran zat atau senyawa kimia yang mudah menguap, dengan komposisi dan titik didih yang berbeda-beda. Dengan demikian, berdasarkan persamaan matematik di atas dapat dirancang kondisi penyulingan (lama penyulingan, suhu dan tekanan) yang diperlukan.
b. Jenis-Jenis Penyulingan
Pada umumnya penyulingan minyak atsiri dapat dilakukan dengan 3 cara:
1. Penyulingan dengan cara direbus, bahan terendam di dalam air. 2. Penyulingan secara dikukus, pada sistem ini bahan berada pada jarak
tertentu di atas permukaan air.
3. Penyulingan dengan uap langsung dimana bahan berada dalam ketel suling dan uap air dialirkan dari ketel uap ke bagian bawah ketel suling.
Untuk minyak nilam, cara penyulingan yang dianjurkan adalah cara (2) dan (3), tergantung pada kondisi (modal, areal pertanaman dan situasi lapang). Kapasitas tangki suling umumnya dinyatakan dalam volume, misalnya dalam liter. Kerapatan (bulk density) terna nilam kering berkisar antara 90 - 120 g/liter, tergantung dari persentase daun dan kadar airnya.
c. Peralatan Penyulingan
c.1. Alat penyulingan cara dikukus
Bagian utama dari alat penyulingan ini adalah tungku pemanas, tangki suling, pendingin dan pemisah/penampung minyak (Gambar 1). Kapasitas ketel suling untuk cara ini sebaiknya hanya sampai 150 kg terna kering atau sekitar 1.600 liter volume efektif. Hal ini disebabkan kecepatan penyulingan umumnya rendah karena untuk menguapkan air hanya alas ketel suling saja yang dapat dipanaskan. Seperti diketahui sampai batas tertentu makin besar kecepatan penyulingan makin banyak minyak yang akan tersulingkan. Nilai maksimum kadar minyak nilam dalam destilat adalah 0,12 - 0,13%. Untuk meningkatkan kecepatan penyulingan, gas hasil pembakaran sebelum
dibuang melalui cerobong pembuangan, terlebih dahulu dialirkan melalui pipa ke dalam air di bagian bawah ketel suling sehingga panasnya dapat dipakai untuk menguapkan air lagi. Disamping itu kecepatan penyulingan juga dipercepat, jika alat penyuling diperlengkapi dengan sistem kohobasi, dimana kondensat sesudah dipisah dari minyak pada pemisah/ penampung minyak dikembalikan lagi ke dalam ketel penyuling.
Pada penyulingan dengan sistem kohobasi jumlah air penyulingan yang dipakai relatif sedikit karena kondensat sesudah dipisahkan minyaknya dalam penampung minyak, air secara otomatis dikembalikan ke dalam ketel suling. Jadi selama proses penyulingan boleh dikatakan tidak ada air penyuling yang hilang. Hal ini berarti menghemat bahan bakar karena air yang dipakai jumlahnya relatif sedikit tiap kali penyulingan. Air bekas penyulingan bisa dipakai lagi untuk 2 - 3 kali penyulingan.
1. Tungku pemanas
Tungku untuk memanaskan air umumnya dibuat dari bata tahan api atau dari plat besi yang di dalamnya diberi bahan tahan api (silika slag). Tungku ini juga berfungsi sebagai penyangga ketel suling. Bahan bakar yang digunakan dapat berupa kayu, tempurung kelapa, minyak residu, oli bekas dan sebagainya. Tungku harus diperlengkapi cerobong asap, pintu api dan lobang buangan abu sisa pembakaran, dan sebaiknya tungku dibangun rendah dari permukaan tanah.
2. Ketel suling
Bahan konstruksi dapat berupa plat besi digalvanis, carbon steel dan terbaik dari besi tahan karat (stainless steel). Bentuk dari ketel dapat berupa silinder atau silinder konikal (besar ke atas). Bentuk silinder konikal digunakan untuk memudahkan membongkar bahan sesudah penyulingan dengan bantuan katrol. Untuk keperluan ini plat berlobang penahan terna/daun nilam dilengkapi dengan rantai besi atau jaring.
Pada penyulingan dengan sistem kohobasi dimana air bekas penyulingan dialirkan kembali ke ketel suling secara otomatis maka penggunaan air untuk penyulingan akan sangat berkurang. Untuk menghindari kehilangan panas sebaiknya ketel suling diberi isolator misalnya tanah liat yang dijepit dengan bambu atau bahan lainnya yang mudah didapatkan.
3. Pendingin
Pipa pendingin sebaiknya dari besi tahan karat, kalau tidak dari carbon steel yang relatif tahan asam/karat, daya pakai panjang dan daya hantar panas baik. Pemakaian pipa ledeng kurang baik karena mudah berkarat. Tipe pendingin dapat berupa lingkaran (coil), segi empat dan banyak pipa (multitubular) seperti terlihat pada Gambar 2. Pendingin tipe coil dan segi empat umumnya direndam dalam bak air yang terbuat dari beton atau besi plat (air selalu mengalir). Sedangkan tipe multitubular menggunakan pipa silinder besar yang terbuat dari besi tahan karat sebagai bak pendingin.
Meskipun harga alat pendingin multitubular agak mahal, tetapi mempunyai beberapa keunggulan antara lain daya mendinginkan sangat baik, membutuhkan tempat sedikit/kompak, mudah dibersihkan, memudahkan penggunaan sistem kohobasi dan dapat digunakan lebih dari satu ketel penyuling. Disamping itu kalau ada kebocoran dapat segera diketahui. Sistem ini sangat cocok untuk penyulingan berkapasitas besar.
Gambar 2. Bermacam-macam tipe pendingin
4. Penampung dan pemisah minyak
Sama halnya dengan pendingin, bahan untuk pemisah minyak hendaknya dibuat dari besi tahan karat. Berbagai tipe alat pemisah minyak telah dibuat sesuai dengan sifat minyak yang disuling. Salah satu yang telah dibuat di Balittro adalah tipe pemisah minyak “serbaguna” (Gambar 3). Tipe ini dapat digunakan untuk minyak yang bobot jenisnya lebih berat maupun ringan dari air.
Pemisah minyak ini berbentuk segi empat dan terdiri 3 ruangan dan diperlengkapi dengan kran pengambilan minyak pada tiap ruangan, kalau pemisahan minyak pada ruangan pertama belum sempurna, maka dipisahkan lagi pada ruangan kedua dan selanjutnya di ruang ketiga. Pemisah minyak ini sangat cocok untuk penyulingan dengan kecepatan tinggi karena biasanya minyak teremulsi di dalam air. Suhu destilat yang ditampung pada pemisah minyak hendaknya tidak lebih dari 40o C.
Gambar 3. Penampung/Pemisah minyak serbaguna