RANCANG BANGUN ALAT PENYULING
MINYAK ATSIRI TIPE UAP
SKRIPSI
OLEH
FUAD NUGRAHA LUBIS 050308022/TEKNIK PERTANIAN
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
RANCANG BANGUN ALAT PENYULING
MINYAK ATSIRI TIPE UAP
SKRIPSI
OLEH :
FUAD NUGRAHA LUBIS 050308022/TEKNIK PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui oleh : Komisi Pembimbing
( Ainun Rohanah, STP, M.Si) (Achwil P. Munir, STP, M.Si)
Ketua Anggota
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
ABSTRAK
FUAD NUGRAHA LUBIS : Rancang Bangun Alat Penyuling Minyak Atsiri Tipe Uap, dibimbing oleh AINUN ROHANAH dan ACHWIL PUTRA MUNIR.
Minyak atsiri merupakan jenis minyak yang dapat digunakan sebagai bahan baku pengobatan, kosmetik, wewangian, atau lainnya. Salah satunya adalah minyak nilam, satu dari beberapa sumber penghasil minyak atsiri yang paling banyak menyumbang devisa Negara. Oleh karena itu, usaha penyulingan nilam mempunyai prospek yang cerah. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, dan menguji alat destilasi minyak atsiri, dilakukan pada bulan September 2009 sampai dengan Januari 2010 di Laboratorium Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan, dengan cara studi literatur, melakukan eksperimen, serta pengamatan dan pengujian terhadap alat. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat dan rendemen yang dihasilkan oleh alat.
Hasil penelitian menunjukkan kapasitas efektif alat sebesar 10,13mL/jam dengan rendemen sebesar 1,55%.
Kata kunci : alat, atsiri, nilam, penyulingan.
ABSTRACT
FUAD NUGRAHA LUBIS : The Engineering of Essential Oil Steam Distiller, supervised by AINUN ROHANAH and ACHWIL PUTRA MUNIR.
Essential oil is oil that can be used as a raw material in medicine, cosmetics, parfumes, etc. One of them is the patchouli oil, one of the few sources of essential oil that most greatly contributed to Indonesian foreign exchange. Therefore, patchouli distillation has a bright prospect. This research was aimed to design, build, and test the essential oil distillation equipment, conducted in September 2009 to January 2010 at the Laboratory of Agricultural Engineering, Faculty of Agriculture, University of North Sumatera, Medan, by literture study, experiment, observation, and testing of the equipment. The parameters observed were the effective capacity and yield of the equipment.
The result of the research showed that the effective capacity of the equipment was 10.13 ml/hr with 1.55% yield.
RIWAYAT HIDUP
Fuad Nugraha Lubis, dilahirkan di Medan pada tanggal 14 Mei 1987 dari
Ayah Syahdan Lubis dan Ibu Nurbayati Nasution. Penulis merupakan anak ke
empat dari empat bersaudara.
Tahun 2005 penulis lulus dari SMAN 11 Medan dan pada tahun yang
sama lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Panduan Minat
dan Prestasi (PMP). Penulis memilih Program Studi Teknik Pertanian,
Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif menjadi Koordinator Bidang
Keuangan Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA) dan pernah mengikti
kegiatan organisasi Agriculture Technology Moslem (ATM) sebagai anggota.
Selain itu penulis juga aktif sebagai Asisten Laboratorium Mesin dan Peralatan
tahun 2008, tahun 2009 aktif sebagai Asisten Laboratorium Termodinamika dan
Pindah Panas serta sebagai Asisten Koordinator Laboratorium Mekanisasi
Pertanian, dan tahun 2010 sebagai Asisten Koordinator Laboratorium
Termodinamika dan Pindah Panas.
Pada tanggal 07 Juli 2008 sampai dengan 07 Agustus 2008, penulis
melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT Perkebunan Nusantara II
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Rancang
Bangun Alat Penyuling Minyak Atsiri Tipe Uap, yang merupakan salah satu
syarat untuk dapat menyelesaikan studi di Program Studi Teknik Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada
Ibu Ainun Rohanah, STP, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan
Bapak Achwil Putra Munir, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang
telah membimbing dan memberi masukan berharga kepada penulis mulai dari
penetapan judul, melakukan penelitian, sampai pada tahap skripsi.
Di samping itu penulis mengucapkan terima kasih kepada semua staf
pengajar dan pegawai Program Studi Teknik Pertanian Departemen Teknologi
Pertanian, serta semua rekan mahasiswa yang tidak dapat disebutkan satu per satu,
yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata, penulis
berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Februari 2010
DAFTAR ISI
Faktor yang Mempengaruhi Mutu Minyak Atsiri ... 10
Penyulingan Dengan Uap ... 11
Bahan Logam yang Digunakan ... 13
Rendemen dan lama penyulingan ... 14
Net Present Value ... 32
Internal Rate of Return ... 33
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 34
Saran ... 35
DAFTAR PUSTAKA ... 36
DAFTAR TABEL
No. Hal.
1. Kebutuhan alat untuk satu kali penyulingan ... 26
2. Hasil penyulingan ... 28
DAFTAR GAMBAR
No. Hal.
1. Skema aliran proses produksi minyak atsiri tipe uap ... 12
2. Daun nilam basah ... 52
3. Daun nilam kering ... 52
4. Wadah air penghasil uap ... 53
5. Wadah bahan ... 53
6. Wadah pendingin ... 54
7. Botol penampung hasil ... 54
8. Proses penyulingan minyak atsiri ... 55
9. Minyak hasil penyulingan I ... 56
10.Minyak hasil penyulingan II ... 56
11.Minyak hasil penyulingan III ... 57
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal.
1. Flow chart pelaksanaan penelitian ... 38
2. Kapasitas efektif alat, rendemen dan efisiensi alat ... 40
3. Analisis ekonomi ... 41
4. Break event point ... 44
5. Net present value ... 45
6. Internal rate of return ... 49
7. Spesifikasi alat penyuling minyak atsiri tipe uap ... 50
8. Prinsip kerja alat ... 51
9. Daun nilam ... 52
10.Komponen alat penyuling minyak atsiri tipe uap ... 53
11.Proses penyulingan minyak atsiri tipe uap ... 55
12.Minyak nilam ... 56
13.Gambar teknik alat ... 58
ABSTRAK
FUAD NUGRAHA LUBIS : Rancang Bangun Alat Penyuling Minyak Atsiri Tipe Uap, dibimbing oleh AINUN ROHANAH dan ACHWIL PUTRA MUNIR.
Minyak atsiri merupakan jenis minyak yang dapat digunakan sebagai bahan baku pengobatan, kosmetik, wewangian, atau lainnya. Salah satunya adalah minyak nilam, satu dari beberapa sumber penghasil minyak atsiri yang paling banyak menyumbang devisa Negara. Oleh karena itu, usaha penyulingan nilam mempunyai prospek yang cerah. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, dan menguji alat destilasi minyak atsiri, dilakukan pada bulan September 2009 sampai dengan Januari 2010 di Laboratorium Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan, dengan cara studi literatur, melakukan eksperimen, serta pengamatan dan pengujian terhadap alat. Parameter yang diamati adalah kapasitas efektif alat dan rendemen yang dihasilkan oleh alat.
Hasil penelitian menunjukkan kapasitas efektif alat sebesar 10,13mL/jam dengan rendemen sebesar 1,55%.
Kata kunci : alat, atsiri, nilam, penyulingan.
ABSTRACT
FUAD NUGRAHA LUBIS : The Engineering of Essential Oil Steam Distiller, supervised by AINUN ROHANAH and ACHWIL PUTRA MUNIR.
Essential oil is oil that can be used as a raw material in medicine, cosmetics, parfumes, etc. One of them is the patchouli oil, one of the few sources of essential oil that most greatly contributed to Indonesian foreign exchange. Therefore, patchouli distillation has a bright prospect. This research was aimed to design, build, and test the essential oil distillation equipment, conducted in September 2009 to January 2010 at the Laboratory of Agricultural Engineering, Faculty of Agriculture, University of North Sumatera, Medan, by literture study, experiment, observation, and testing of the equipment. The parameters observed were the effective capacity and yield of the equipment.
The result of the research showed that the effective capacity of the equipment was 10.13 ml/hr with 1.55% yield.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Minyak atsiri lazim juga dikenal dengan nama minyak mudah menguap
atau minyak terbang. Minyak atsiri merupakan senyawa yang berwujud cair yang
diperoleh dari bagian tanaman seperti akar, kulit, batang, daun, biji, ataupun
bunga dengan cara penyulingan. Baik dengan penyulingan uap, ekstraksi pelarut,
maupun dengan cara dipres atau dikempa. Beberapa tanaman yang dapat dijadikan
sebagai bahan dasar untuk menghasilkan minyak atsiri seperti nilam, sereh,
cengkih, jahe, melati, kayu putih dan lain-lain. Namun yang paling banyak
digunakan adalah nilam. Minyak nilam memberikan sumbangan yang paling besar
dalam menghasilkan devisa negara di antara minyak atsiri lainnya.
Hampir sekitar 90% pasokan minyak nilam dunia adalah berasal dari
Indonesia terutama dari daerah Provinsi Aceh. Namun dengan memburuknya
situasi keamanan pada akhir-akhir ini, menyebabkan pasokan minyak nilam
Indonesia juga ikut berkurang. Sehingga situasi ini membuka peluang bagi
daerah-daerah lain di Indonesia untuk mengembangkan usaha komoditas ini.
Minyak nilam mempunyai prospek usaha yang cerah mengingat komoditas ini, di
Amerika terutama, dimanfaatkan sebagai bahan baku industri pembuatan minyak
wangi dan kosmetik. Namun minyak nilam juga bisa dimanfaatkan untuk bahan
antiseptik, antijamur, antijerawat, obat eksim dan kulit pecah-pecah, serta
Untuk memperoleh minyak atsiri dari tumbuhan dapat dilakukan dengan :
1. menggunakan uap air (steam distillation)
2. ekstraksi menggunakan pelarut (solvent extraction)
3. pengempaan (expression)
Meskipun proses pengambilan minyak atsiri melalui metode penyulingan
merupakan model tertua, tetapi hingga kini termasuk yang paling banyak
dilakukan oleh para perajin minyak atsiri di berbagai negara, khususnya
negara-negara yang sedang berkembang termasuk Indonesia. Sampai sekarang metode
penyulingan masih banyak digunakan para perajin karena peralatannya sederhana,
pengoperasiannya mudah, dan biaya pembuatannya pun relatif murah. Ekstraksi
dengan pelarut atau pengempaan untuk memperoleh minyak atsiri sangat jarang
dilakukan. Penyulingan minyak atsiri menggunakan uap air baik secara langsung
maupun tidak langsung adalah metode yang paling banyak digunakan.
Model penyulingan dengan uap air terbagi atas tiga yaitu penyulingan
dengan air, dengan uap air, dan dengan uap dan air. Bila dengan air, maka bahan
dicampur langsung dengan air kemudian dididihkan. Bila dengan uap, maka
bahan terletak di atas uap air yang mendidih kemudian uap air akan menuju bahan
dan membawa minyak yang dikandung bahan. Dan yang ke tiga dengan air dan
uap, yaitu model penyulingan dengan meletakkan bahan yang akan disuling di
atas rak berlubang-lubang. Rak ini terletak di atas air yang dididihkan.
Ada beberapa bahan dasar yang dapat digunakan untuk membuat alat
penyulingan miyak atsiri seperti besi, aluminium, dan besi stainless steel.
Stainless steel ini sebenarnya baik digunakan sebagai bahan baku pembuatan alat
harganya yang relatif mahal menjadi hambatan. Jika menggunakan bahan dasar
besi, maka potensi terjadinya korosi sangat besar sehingga perawatannya akan
menjadi sulit. Namun jika menggunakan aluminium maka akan lebih murah,
perawatannya mudah karena tidak menyebabkan korosi. Akan tetapi proses
pembuatan alat dengan menggunakan alumunium ini jauh lebih sulit karena
aluminium tidak bisa dilas. Oleh karena itu perlu pekerjaan tambahan untuk
mengatasinya.
Di Indonesia, ada banyak tanaman penghasil minyak atsiri seperti nilam,
sereh, cengkih, jahe, melati, lengkuas, dan sebagainya. Tidak sulit untuk
memperoleh tanaman tersebut. Permasalahan ekonomi dan teknis merupakan hal
yang paling sering dihadapi. Selain kemampuan ekonomi yang kurang mantap,
pengetahuan secara teknis masih belum memadai. Ketersediaan peralatan adalah
salah satu hal yang paling vital. Alat destilasi yang digunakan untuk memperoleh
minyak atsiri masih banyak kekurangannya. Di samping harganya yang mahal,
faktor keselamatanpun kurang diperhatikan. Diharapkan, dengan adanya alat
destilasi ini maka akan dapat membantu kita untuk mengetahui bagaimana proses
penyulingan minyak atsiri dilakukan dengan baik sehingga dapat memicu
kemauan kita untuk mengembangkan potensi minyak atsiri yang ada di Indonesia.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendesain, membuat, dan menguji alat
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan
syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan di Program Studi Teknik
Pertanian Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan
penelitian lebih lanjut mengenai penyulingan minyak atsiri
3. Bagi masyarakat, untuk membantu dan memotivasi dalam proses produksi
TINJAUAN PUSTAKA
Upaya pengembangan produksi minyak atsiri memang masih harus dipicu
sebab komoditas ini memiliki peluang yang cukup potensial, tidak hanya di pasar
luar negeri tetapi juga pasar dalam negeri. Pemasaran minyak atsiri Indonesia
pada masa yang akan datang akan mampu memberikan peran yang nyata dalam
pembangunan nasional. Upaya pengembangan tersebut tentunya memberikan
makna yang lebih besar lagi, kalau Indonesia dapat memproduksi berbagai jenis
minyak atsiri yang selama ini tidak dikembangkan di negara lain
(Lutoni dan Rahmayati, 2002).
Minyak atsiri, minyak mudah menguap, atau minyak terbang merupakan
senyawa yang berwujud cairan yang memiliki komposisi maupun titik didih yang
beragam. Penyulingan dapat didefinisikan sebagai proses pemisahan
komponen suatu campuran berdasarkan perbedaan titik didih
komponen-komponen senyawa tersebut. Pada dasarnya terdapat dua jenis penyulingan yaitu :
1. Penyulingan suatu campuran yang berwujud cairan yang tidak saling
bercampur, hingga membentuk dua fasa atau dua lapisan. Keadaan ini
terjadi pada pemisahan minyak atsiri dengan uap air. Penyulingan dengan
uap air disebut juga hidrodestilasi. Pengertian umum ini memberikan
gambaran bahwa penyulingan dapat dilakukan dengan cara mendidihkan
bahan tanaman dengan air. Pada proses ini akan dihasilkan uap air yang
dibutuhkan oleh alat penyulingan. Uap air tersebut juga dapat dihasilkan
2. Penyulingan suatu cairan yang tercampur sempurna hingga hanya
membentuk satu fasa. Pada keadaan ini minyak atsiri menjadi beberapa
komponennya, sering disebut fraksinasi
(Sastrohamidjojo, 2004).
Cara Umum Pengambilan Minyak Atsiri
Pengambilan minyak atsiri dari tumbuhan penghasil minyak atsiri dapat
dilakukan dengan tiga cara yaitu penyulingan dengan menggunakan uap air
(steam distillation), ekstraksi dengan menggunakan pelarut (solvent extraction),
dan pengempaan (expression). Dari ketiga cara ini yang paling umum digunakan
adalah penyulingan menggunakan uap air. Dua cara yang lain, yaitu ekstraksi
dengan pelarut dan pengempaan jarang ditemukan penggunaannya. Ekstraksi
misalnya, menggunakan bahan kimia seperti chloroform, ether, ecetone, dan
alkohol dialirkan bersamaan dengan bahan tumbuhan sampai terkumpul pada
suatu tempat. Pada tempat ini akan terkumpul minyak atsiri, dan unsur pelarut.
Kemudian tempat ini akan dipanaskan untuk menguapkan unsur pelarut tadi
sehingga minyak atsiri akan terpisah dengan unsur pelarut. Sedangkan
pengambilan minyak atsiri secara pengempaan dilakukan dengan mengempa
bahan tumbuhan pada sebuah alat pres. Alat ini dapat terbuat dari kayu.
Pengempaan dapat dilakukan secara manual ataupun secara hidrolis
(Harris, 1990).
Penyulingan Minyak Atsiri
Menurut Sudaryani dan Sugiharti (1999) penyulingan minyak atsiri
penyulingan dengan uap, dan penyulingan dengan uap dan air. Pada penyulingan
dengan air bahan berhubungan langsung dengan air yang mendidih. Bahan yang
akan disuling direbus di dalam sebuah wadah. Uap air akan menguap dengan
membawa uap minyak atsiri yang dikandung oleh bahan. Uap ini kemudian
dialirkan melalui sebuah pipa yang berhubungan dengan kondensor sehingga uap
berubah menjadi cair kembali. Cairan ini ditampung pada sebuah tempat
kemudian dilakukan pemisahan minyak dari air. Untuk penyulingan cara ini
kurang tepat karena bahan yang disuling bercampur antara daun dan
ranting-ranting yang menyebabkan bahan sulit bergerak dalam air mendidih. Keadaan ini
menyebabkan penyulingan tidak sempurna sehingga rendemen minyak yang
dihasilkan menjadi rendah. Sedangkan pada penyulingan dengan uap dan air
bahan yang disuling tidak berhubungan langsung dengan air. Bahan diletakkan di
atas piringan yang berlubang-lubang seperti ayakan dan terletak beberapa
sentimeter di atas air yang akan dididihkan. Jadi penyulingan seperti ini juga
dikenal dengan penyulingan secara kukus. Selanjutnya uap yang timbul akibat
pemanasan air akan mengalir melalui lubang-lubang piringan dan terus mengalir
melewati bahan sambil membawa minyak yang dikandung bahan. Uap ini akan
dikondensasi agar kembali menjadi cair sehingga minyak dan air dapat
dipisahkan. Dan yang terakhir penyulingan dengan uap. Penyulingan dengan cara
ini membedakan wadah pemanasan air dan wadah bahan. Air akan mengalami
pemanasan sehingga mengeluarkan uap kemudian uap akan dialirkan menuju
wadah bahan. Di dalam wadah bahan, bahan diletakkan di atas piringan yang
berlubang-lubang sama seperti penyulingan dengan uap dan air. Selanjutnya uap
cara ini akan menghasilkan mutu yang lebih baik karena efisiensi minyak nilam
yang dihasilkan lebih tinggi dari kedua sistem penyulingan sebelumnya
Perlakuan Bahan
Untuk mendapatkan hasil yang maksimal pada proses penyulingan minyak
atsiri, maka terdapat beberapa perlakuan pada bahan sebelum dilakukan
penyulingan. Perlakuan tersebut meliputi :
• Pemotongan atau memperkecil ukuran bahan
Dalam tanaman, minyak atsiri terdapat dalam kelenjar minyak atau pada
bulu-bulu kelenjar. Minyak atsiri hanya akan keluar setelah uap
menerobos jaringan-jaringan tanaman. Proses lepasnya minyak hanya
dapat terjadi dengan hidrodifusi atau dengan penembusan air pada
jaringan-jaringan tanaman. Biasanya proses difusi berlangsung lambat.
Untuk mempercepat proses ini maka sebelum penyulingan dilakukan
bahan tanaman harus diperkecil dengan cara dipotong-potong.
Pemotongan merupakan upaya mengurangi ketebalan bahan sehingga
difusi dapat terjadi. Namun tidak semua bahan harus dipotong-potong.
Bahan tanaman seperti bunga dan daun dapat disuling langsung karena
dinding-dinding sel bahan tersebut cukup tipis hingga dapat ditembus oleh
uap.
• Penyimpanan bahan tanaman
Penyimpanan bahan tanaman sebaiknya ditempatkan pada ruangan yang
bersuhu cukup rendah namun kering bebas terhadap sirkulasi udara
misalnya disimpan pada ruangan yang ber-AC.
Tanaman Penghasil Minyak Atsiri
Ada beberapa jenis tumbuh-tumbuhan penghasil minyak kurang
mengandung bau tetapi tidak mudah menguap, namun banyak pula jenis
tumbuh-tumbuhan yang mengandung aroma yang kuat namun mudah menguap. Jenis
minyak ini dikenal dengan minyak atsiri. Beberapa tanaman penghasil minyak
atsiri misalnya nilam, sereh, akar wangi, cengkih, jahe, melati, lengkuas atau
kunyit. Masih banyak lagi tanaman penghasil minyak atsiri. Tapi hal lain yang
perlu diperhatikan adalah keadaan bahan sebelum disuling. Bahan yang akan
disuling , kecuali daun dan bunga, bahan akar, umbi, kulit, kayu, harus dicincang
atau diiris-iris, atau dijadikan serbuk agar uap air dapat membawa kandungan
minyak yang ada pada bahan. Lalu bahan yang akan diolah dimasukkan ke tempat
pemuatan bahan tanpa dipadatkan dan tidak boleh terisi penuh (Harris, 1990).
Jenis-jenis Nilam
Terdapat beberapa jenis nilam yang dapat digunakan untuk menghasilkan
minyak atsiri yaitu :
1. Pogostemon cablin Benth Bent
Nama lainnya adalah Pogostemon patchouli atau Pogostemon mentha,
atau sering disebut dengan Nilam Aceh. Di antara jenis nilam lainnya,
jenis inilah yang diusahakan secara komersial. Di Indonesia, jenis ini
banyak ditemukan di Aceh dan Sumatera Utara. Nilam jenis ini jarang
berbunga namun kandungan minyaknya tinggi sekitar 2,5-5%.
2. Pogostemon heyneanus
Sering juga dinamakan Nilam Jawa atau Nilam hutan. Berasal dari India
minyaknya rendah, yakni sekitar 0,5-1,5%. Di samping itu minyak nilam
dari jenis ini kurang mendapatkan pasaran dalam perdagangan.
3. Pogostemon hortensis
Jenis nilam ini hanya terdapat di daerah Banten. Bentuknya mirip dengan
Nilam Jawa tetapi tidak berbunga. Kandungan minyaknya sekitar
0,5-1,5%. Minyak yang dihasilkan juga kurang baik sehingga kurang
mendapat pasar dalam perdagangan.
(Sudaryani dan Sugiharti, 1999).
Faktor yang Mempengaruhi Mutu Minyak Atsiri
Mutu suatu produk sangat menentukan nilainya di pasar. Minyak atsiri
dengan mutu terbaik akan bernilai jual tinggi, sebaliknya bila mutu yang
dihasilkan rendah maka nilai jualnya juga akan turun. Untuk mengantisipasi hal
ini maka perlu diperhatikan beberapa faktor yang dapat mempengaruhi mutu
minyak atsiri yaitu :
1. Pengadaan bahan baku
Kebanyakan tingkat pengetahuan produsen bahan baku minyak atsiri
masih kurang terutama dalam hal pemilihan lokasi penanaman yang ideal
bagi pertumbuhan tanaman minyak atsiri. Pemilihan lokasi seharusnya
disesuaikan dengan persyaratan tumbuh yang dikehendaki oleh tanaman
minyak atsiri yang akan dibudidayakan. Faktor pengolahan lahan,
pemberian pupuk, pemilihan varietas, teknik budi daya, serta teknik
2. Penanganan pasca panen
Penanganan pasca panen masing-masing bahan tanaman penghasil minyak
atsiri tidaklah sama. Misalnya, bunga kenanga tidak baik mendapat
perlakuan penundaan penyulingan sampai lebih dari satu malam setelah
bunga dipanen, tetapi hasil panen akar wangi dianjurkan tidak langsung
diproses tetapi dibiarkan lebih dahulu dalam keadaan kering selama
beberapa waktu bahkan sampai lebih dari satu bulan, namun pada daun
nilam sebaiknya dikering-anginkan selama 2 - 3 hari sebelum dilakukan
penyulingan.
3. Proses produksi
Seperti halnya kesalahan yang dilakukan dalam pengadaan bahan baku,
kesalahan pada proses produksi atau pengolahan pun akan menimbulkan
dampak negatif terhadap mutu dan rendemen minyak yang dihasilkan.
Kondisi peralatan yang digunakan serta pengawasan proses oleh operator
merupakan salah satu faktor penting yang dapat mempengaruhi mutu
minyak atsiri
(Kastaman, 2003).
Penyulingan dengan Uap
Pada penelitian ini, penyulingan dilakukan dengan cara penguapan air
yang dialirkan melalui sebuah pipa menuju wadah bahan. Pipa ini tidak terlalu
panjang, hanya sekitar 30 cm dan terletak di bagian atas sisi samping wadah
perebus yang dihubungkan ke wadah bahan pada bagian bawah sisi samping.
Bahan yang disuling diletakkan di atas piringan yang berlubang-lubang di dalam
bahan. Menurut Sudaryani dan Sugiharti (1999) hal ini dimaksudkan agar tersedia
tempat untuk uap air yang telah mengalami pemanasan. Pada bagian samping sisi
bawah bersebelahan dengan sisi pipa aliran uap akan dipasang alat pengukur
tekanan (barometer). Alat ini dipasang agar kita mudah memantau berapa besar
tekanan yang baik di dalam wadah bahan tersebut. Menurut Harris (1990), agar
minyak atsiri yang terkandung di dalam bahan tumbuhan dapat terbawa sebanyak
mungkin oleh uap air, penyulingan dapat diperlambat dengan mengurangi laju uap
air. Biasanya tekanan uap air ini diatur sekitar ¾ atmosfer. Cara ini dapat
dilakukan bila terdapat katup pelepas uap air pada wadah bahan.
Gambar 1. Skema aliran proses produksi minyak atsiri tipe uap
Keterangan gambar :
1. Pemanas
2. Wadah Air
4. Rongga pengukus
5. Wadah bahan
6. Kondensor
7. Botol penampung
(Hendartomo, 1996).
Uap air dan uap minyak dicairkan dengan cara mengalirkan pipa
berlingkar yang didinginkan dengan air. Alat pencair uap ini disebut dengan
kondensor. Cara pencairan uap yang baik adalah dengan mengalirkan air
pendingin berlawanan arah dengan aliran uap minyak. Berarti air pendingin
dimasukkan melalui bagian bawah kondensor dan dikeluarkan pada bagian atas.
Hasil sulingan minyak atsiri dan air ditampung ke dalam botol berleher panjang.
Karena minyak atsiri sangat mudah menguap, maka botol penampung sebaiknya
direndam dalam air dingin. Atau dapat juga dilakukan dengan meletakkan es batu
bercampur garam disekitar botol penampung agar suhu dingin dapat
dipertahankan lebih lama (Hendartomo, 1996).
Minyak hasil sulingan harus segera dipisahkan setelah suhunya menyamai
suhu kamar. Jika tidak, minyak akan menimbulkan bau tengik. Minyak atau lemak
akan mengeluarkan bau tengik bila terjadi oksidasi, yaitu akibat bercampurnya
minyak/lemak, air, dan udara (Herlina dan Ginting, 2002).
Bahan Logam yang Digunakan
Jika hendak membuat alat penyulingan, hal yang harus diperhatikan adalah
logam yang akan digunakan sebagai bahan dasar pembuatan alat. Logam tersebut
tidak boleh bereaksi dengan uap air dan uap minyak. Bila bereaksi, maka hasil
dengan minyak atsiri adalah baja tak berkarat (stainless steel), aluminium, dan
kaca tahan panas (Wikipedia, 2002).
Rendemen dan Lama Penyulingan
Rendemen adalah perbandingan antara minyak yang dihasilkan dengan
bahan tumbuhan yang diolah. Besarnya rendemen yang dihasilkan antara jenis
bahan yang satu berbeda dengan yang lainnya. Misalnya rendemen minyak sereh
0,8%, minyak kenanga 1,3%, dan nilam berkisar antara 2,5% sampai 4% untuk
jenis Nilam Aceh. Jenis tumbuhan, varietas, tempat pembudidayaan, dan cara
melaksanakan penyulingan sangat mempengaruhi hasil penyulingan. Penyulingan
dianggap selesai bila hasil sulingan yang ditampung tidak lagi mengeluarkan
minyak. Waktu yang dibutuhkan untuk menyuling sangat tergantung pada jenis
bahan yang disuling. Ada tumbuhan yang cepat melepaskan minyak, ada pula
yang lambat. Contohnya, penyulingan minyak lada hanya memakan waktu satu
jam, sereh selama tiga sampai empat jam, sedang minyak bunga kenanga
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan Agustus 2009 sampai
Januari 2010 di Laboratorium Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat
Adapun bahan-bahan yang digunakan adalah : air, daun nilam, es batu,
ember, garam, gelas ukur, kertas alumunium foil, kompor, lilin mainan, pelat
alumunium, pelat stainless steel, penutup/pembuka laju aliran air (kran), pipet
tetes, termometer, dan barometer.
Sedangkan alat-alat yang digunakan adalah : alat tulis, gergaji besi,
gunting seng, gerinda, kalkulator, komputer, mesin las, dan palu.
Metodologi Penelitian
Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah studi literatur
(kepustakaan), lalu melakukan eksperimen dengan tentang alat destilasi ini.
Selanjutnya dilakukan perancangan bentuk, pembuatan kemudian dilakukan
Komponen Alat
Alat destilasi ini mempunyai beberapa komponen yaitu :
1. Wadah air penghasil uap
Wadah ini merupakan wadah air yang akan digunakan untuk menghasilkan
uap air. Uap air ini nantinya akan mengalir melalui pipa menuju tempat
bahan (daun nilam atau daun sereh) untuk membawa kandungan minyak
atsiri yang terkandung pada bahan tersebut. Wadah ini berbentuk silinder
dengan penutup yang dapat terbuka dan terkunci rapat, berdiameter 37 cm
dan tinggi 40 cm.
2. Pipa aliran uap
Pipa ini berdiameter 1,5 cm dan berfungsi sebagai tempat aliran uap air
yang menghubungkan wadah air menuju wadah bahan, serta dari wadah
bahan menuju pipa berlingkar dalam pada proses pendinginan.
3. Wadah bahan
Konstruksinya hampir sama dengan wadah air penghasil uap. Dapat
terbuka dan terkunci rapat, hanya saja terdapat sedikit penambahan ukuran
dan komponen. Berdiameter 35 cm dan tinggi 80 cm, terdapat piringan
dengan diameter 35 cm berlubang-lubang kecil pada 20 cm dari sisi
terbawah. Di atas piringan inilah bahan akan diletakkan kemudian uap
yang berasal dari proses pemanasan akan melewati lubang kecil tersebut
menuju bahan. Pada dinding sisi bawah-samping wadah ini akan dipasang
barometer pengukur tekanan agar tekanan yang dihasilkan uap air dapat
diamati. Untuk mengontrol tekanan ini maka akan dipasang pula kran
minyak yang terdapat pada bahan kemudian mengalir melalui pipa
penghubung menuju pipa berlingkar yang terdapat dalam kondensor
4. Kondensor
Kondensor ini terdiri dari drum, pipa berlingkar dan kran. Es batu
diletakkan di tengah-tengah pipa berlingkar lalu kemudian ditaburi garam.
Sedangkan kran berfungsi sebagai lubang pengeluaran air dari es yang
mencair.
5. Botol penampung
Hasil sulingan akan ditampung di dalam botol berleher panjang.
Tujuannya untuk memudahkan pemisahan minyak dan air. Selain itu botol
ini sebaiknya direndam dalam air dingin agar minyak yang telah
ditampung tidak menguap kembali. Pemisahan minyak dan air dapat
dilakukan menggunakan pipet atau dituang secara perlahan-lahan.
6. Gelas ukur
Untuk mengetahui berapa volume minyak yang dihasilkan, maka dapat
digunakan gelas ukur.
Pembuatan Alat
Adapun langkah-langkah dalam membuat alat destilasi ini yaitu :
1. Dirancang bentuk alat sesuai dengan urutan proses.
2. Digambar serta ditentukan ukuran alat.
3. Dipilih bahan yang akan digunakan sebagai bahan dasar pembuatan alat.
4. Dilakukan pengukuran terhadap bahan-bahan yang akan digunakan sesuai
dengan ukuran yang telah ditentukan.
6. Dibentuk dan dilas plat bahan untuk membentuk pipa aliran uap.
7. Dibentuk dan dilas plat bahan untuk membentuk wadah air.
8. Dibentuk dan dilas plat bahan untuk membentuk wadah bahan.
9. Disiapkan drum kondensor.
10.Dibuat satu lubang pada salah satu sisi samping-bawah drum.
11.Dipasang kran pada lubang tersebut.
12.Dibentuk bahan agar sesuai dengan tempat bahan dan drum kondensor.
13.Dilas pipa aliran yang ada pada drum kondensor dengan terhadap dinding
drum.
14.Dihubungkan komponen bahan yang telah dibuat sesuai dengan urutan
proses.
Prosedur Penelitian
1. Dimasukkan air ke dalam wadah penghasil uap air.
2. Dimasukkan bahan ke dalam tempat bahan.
3. Dimasukkan es batu ke dalam wadah pendingin.
4. Dihidupkan api kompor.
5. Dipanaskan air pada wadah penghasil uap air sampai mendidih.
6. Diatur dan dijaga tekanan pada wadah bahan kira-kira ¾ atmosfer
7. Ditampung hasil penyulingan pada botol penampung.
8. Dilakukan pemisahan minyak dan air hasil penyulingan.
9. Dilakukan pengukuran volume minyak yang dihasilkan tiap satuan berat
bahan yang dimasukkan ke dalam wadah bahan.
Parameter yang Diamati Kapasitas efektif alat
Kapasitas efektif alat dilakukan dengan menghitung banyaknya minyak
nilam yang dihasilkan (liter) tiap satuan waktu yang dibutuhkan selama
penyulingan tersebut (jam).
T Vol
KA= ……… (1)
dimana :
KA = Kapasitas efektif alat (Liter/jam)
Vol = Volume minyak nilam yang dihasilkan (Liter)
T = Waktu yang dibutuhkan selama penyulingan (jam)
Rendemen
Rendemen adalah perbandingan antara minyak yang dihasilkan dengan
bahan tumbuhan yang diolah. Perhitungan rendemen dilakukan untuk mengetahui
seberapa besar rendemen yang dihasilkan oleh suatu alat dalam memproduksi
minyak nilam tiap satuan banyak bahan yang diolah.
%
BN = Berat minyak nilam yang dihasilkan tiap satu satuan
berat bahan yang diolah (kg)
Efisiensi alat
Efesiensi alat dapat diketahui dengan membagi kapasitas efektif yang
diperoleh alat terhadap kapasitas efektif alat secara teoritis, atau dapat dituliskan
dengan rumus :
Output = Kapasitas alat (kg/jam)
Input = Kapasitas teoritis (kg/ jam)
Analisis biaya
Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus
dikeluarkan saat produksi menggunakan alat ini. Dengan analisis ekonomi dapat
diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat
diperhitungkan.
Biaya variabel adalah biaya yang besarnya tergantung pada out put yang
dihasilkan. Dimana semakin banyak produk yang dihasilkan maka semakin
banyak bahan yang digunakan. Tak heran jika biayanya semakin besar.
Sedangkan, biaya tetap adalah biaya yang tidak tergantung pada banyak
sedikitnya produk yang akan dihasilkan (Soeharno, 2007).
Pengukuran Biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang
Biaya pokok BTT C...(4)
BTT = total biaya tidak tetap (Rp/jam)
x = total jam kerja per tahun (jam/tahun)
C = kapasitas alat (jam/satuan produksi
Biaya Tetap
Menurut Darun (2002), biaya tetap terdiri dari:
1) Biaya penyusutan (metode garis lurus)
D =
D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = Nilai awal (harga beli/pembuatan) alat dan mesin (Rp)
S = Nilai akhir alsin (10 % dari P) (Rp)
n = Umur ekonomi (tahun)
2) Biaya bunga modal dan asuransi
I =
3) Biaya pajak
Di negara ini belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk
mesin-mesin dan peralatan pertanian, diperkirakan bahwa biaya pajak
adalah 2% pertahun dari nilai awalnya.
4) Biaya gudang/garasi
Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5 – 1 %,
rata-rata diperhitungkan 1 % dari nilai awal (P) pertahun.
Biaya Tidak Tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1) Biaya perbaikan untuk sumber tenaga penggerak, mesin sumber tenaga
adalah mesin penggerak peralatan lainnya yang umumnya
dihubungkan dengan jenis-jenis transmisi tertentu. Biaya perbaikan ini
dapat dihitung dengan persamaan:
Biaya reparasi =
gaji bulanan atau gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya.
Break event point (perhitungan titik impas)
Manfaat perhitungan titik impas adalah untuk mengetahui batas produksi
minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak
untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk
menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan.
)
N = jumlah produksi inimal untuk mencapai titik impas (ml)
F = biaya tetap per tahun (Rp)
R = penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (Rp)
V = biaya tidak tetap per unit produksi
VN = total biaya tidak tetap per tahun (Rp/unit)
Net present value (NPV)
Identifikasi masalah kelayakan finansial dianalisis dengan menggunakan
metode analsis finansial dengan kriteria investasi. NPV adalah kriteria yang
digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidaj untuk diusahakan. Secara
singkat dapat ditulis :
CIF – COF >
Dimana :
0 ...(9)
CIF = cash in flow
COF = cash out flow
Sementara itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan
(%) bertindak sebagai tingkat bunga modal dalam perhitungan :
CIF = pendapatan x (P/A, i, n) + Nilai akhir x (P/F, i, n)
COF = Investasi + pembiayaan (P/A, i, n)
Dengan kriteria :
• NPV > 0, berarti usaha tersebut menguntungkan dan layak untuk
• NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi proyek tidak
menguntungkan dan tidak layak untuk dilaksanakan
• NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
dikeluarkan.
Internal rate of return (IRR)
Internal Rate of Return (IRR) ini digunakan untuk memperkirakan
kelayakan lama (umur) pemilikan suatau alat atau mesin pada tingkat keuntungan
tertentu. Internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate,
dimana diperoleh B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Berdasarkan harga dari NPV = X
(positif) atau NPV= Y (positif) dan NPV = X (positif) atau NPV = Y (negatif),
dihitunglah harga IRR dengan menggunakan rumus berikut:
...(10)
Dan
...(11)
dimana :
p = suku bunga bank paling atraktif
q = suku bunga coba-coba ( > dari p)
X = NPV awal pada p
Y = NPV awal pada q
HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat Penyuling Minyak Atsiri Tipe Uap
Alat penyuling minyak atsiri tipe uap ini terdiri atas tiga bagian utama
yaitu :
• Wadah air penghasil uap
• Wadah bahan
• Wadah pendingin (kondensor)
Selain itu, alat ini dilengkapi dengan alat pengukur tekanan uap, alat
pengukur suhu (termometer), pipa penghubung antar bahan, serta botol
penampung hasil. Alat pemanas yang digunakan pada penelitian ini adalah
kompor. Wadah air penghasil uap ini berdiameter 37 cm dan tinggi 40 cm. Pada
wadah ini diisi air sebanyak 30 L. Tidak perlu diisi sampai penuh karena akan
memperlambat proses terjadinya pendidihan air sehingga proses penyulingan akan
memakan waktu yang lebih lama.
Wadah air dan wadah bahan dihubungkan oleh oleh pipa berdiameter
2 cm. Air yang mendidih akan menghasilkan uap yang selanjutnya akan dialirkan
melalui pipa ini menuju wadah bahan untuk mengangkut kandungan minyak pada
bahan. Wadah bahan ini berdiamater 35 cm dan tingginya 80 cm. Di dalam wadah
ini dipasang piringan berlubang-lubang. Di atas piringan inilah bahan akan
diletakkan. Letaknya 20 cm dari dasar wadah. Jadi uap yang mengalir dari air
yang mendidih terlebih dahulu akan menuju ruang kosong di bawah piringan ini
sebelum menyentuh bahan. Selain itu pada wadah ini juga dipasang alat pengukur
tekanan uap untuk mengetahui berapa besar tekanan yang ada di dalam wadah
berlebih. Apabila tekanan melebihi yang dikehendaki maka kran ini dapat dibuka
untuk mengurangi tekanan berlebih tersebut. Termometer juga dipasang pada
wadah ini yaitu pada bagian tutup wadah. Tujuannya adalah untuk mengetahui
besarnya suhu pada saat proses penyulingan dilakukan.
Uap yang mengalir menuju wadah bahan akan mengangkut minyak yang
dikandung bahan dan selanjutnya melalui pipa aliran uap dialirkan menuju wadah
pendingin. Wadah ini berisi pipa berulir dan es batu yang bercampur garam guna
mempercepat proses pengembunan (pencairan uap). Hasil sulingan akan
ditampung pada botol penampung hasil untuk selanjutnya dipisahkan antara air
dan minyak dengan menggunakan pipet tetes.
Proses Penyulingan
Untuk satu kali proses penyulingan, diperlukan :
Tabel 1. Kebutuhan alat untuk satu kali penyulingan
Bahan bakar (L) 2
Air penghasil uap (L) 20
Bahan nilam (kg) 3,5
Es batu (kg) 3 x 10 kg
Jadi, untuk satu kali penyulingan selama 5 jam diperlukan bahan bakar
(minyak tanah) sebanyak 2 L, air penghasil uap 20 L, bahan nillam 3,5 kg, dan es
batu sebanyak 30 kg. Penggunaan es batu sebanyak ini tidak langsung
dimasukkan ke dalam wadah pendingin melainkan setiap 10 kg dalam tiga kali
pemasukan. Setelah 10 kg pertama mencair maka dilanjutkan dengan 10 kg
berikutnya. Hasil sulingan yang diperoleh berupa air dan minyak nilam dengan
posisi minyak di atas air. Air penghasil uap diisi sebanyak 20 L untuk
mewaspadai apabila terjadi kekurangan air akibat kebocoran alat atau terdapat
mengakibatkan berkurangnya hasil sulingan karena minyak yang dikandung uap
air tidak menuju wadah pendingin melainkan keluar dari proses penyulingan.
Kemudian, uap air akan mengalir menuju wadah bahan melalui pipa yang
menghubungkan wadah bahan dengan wadah penghasil uap. Pada wadah bahan
ini, kapasitas daun nilam yang dapat ditampung adalah sebanyak 3,5 kg.
Sebenarnya, wadah ini dapat menampung lebih dari itu, namun dalam proses
penyulingan minyak nilam, wadah bahan tidah boleh terlalu padat karena akan
menghambat pergerakan uap untuk menangkap minyak yang dikandung bahan.
Jika hal ini terjadi maka proses penyulingan bisa jadi semakin lama lalu konsumsi
bahan bakar juga akan menjadi lebih banyak. Hal ini sesuai dengan pernyataan
Harris (1990) yang menyatakan bahwa bahan yang akan diolah dimasukkan ke
tempat pemuatan bahan tanpa dipadatkan dan tidak boleh terisi penuh.
Termometer dan barometer dipasang pada wadah bahan. Termometer
digunakan untuk mengetahui berapa besar temperatur yang ada di dalam wadah
bahan selama proses penyulingan dan di pasang pada bagian atas wadah (pada
bagian tutup). Pada penelitian ini suhu yang ada di dalam wadah selama proses
penyulingan adalah sebesar 980C. Sedangkan barometer dipasang pada bagian
bawah-samping wadah. Alat ini dipasang untuk mengetahui berapa besar tekanan
yang dihasilkan oleh air yang mendidih pada wadah pertama untuk mengangkat
minyak yang dikandung oleh daun nilam.
Beberapa bahan tambahan seperti plastik polyethilen, kertas alumunium
foil, dan lilin mainan digunakan untuk mencegah kebocoran. Pada sambungan
antar pipa dapat diletakkan lilin mainan untuk mencegah uap keluar lalu dibalut
dibungkus dengan plastik ini namun sebelumnya pada tepi tutup tersebut
diletakkan kertas alumunium foil agar penutupan bahan menjadi rapat.
Selanjutnya uap air yang mengandung minyak dialirkan menuju wadah
pendingin untuk dicairkan kembali. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya,
wadah ini berisi pipa berulir dan es batu sebanyak 10 kg. Es batu ini berfungsi
untuk mendinginkan uap yang berada di dalam pipa agar kembali mencair. Selain
itu perlu juga disediakan 10 kg es batu lain untuk diisi kembali pada wadah
pendingin bila es batu pada tahap pertama telah mencair. Untuk menjaga agar es
batu ini dapat bertahan beku dengan cukup lama, maka digunakan garam.
Penggunaan garam dalam hal ini dimaksudkan untuk menurunkan titik beku es
batu sehingga akan tahan cukup lama untuk mengembunkan uap dan air dan
minyak .
Kapasitas Efektif Alat
Tabel 2. Hasil penyulingan
Percobaan Volume (ml) Lama penyulingan (jam)
I 40 4
II 44 4
III 51 4
Rataan 45 4
Kapasitas efektif suatu alat menunjukkan produktifitas alat selama
pengoperasian tiap satuan waktu. Dalam hal ini kapasitas efektif alat diukur
dengan mambagi banyaknya volume minyak hasil penyulingan terhadap waktu
yang dibutuhkan selama pengoperasian alat.
Penyulingan minyak nilam yang dilakukan pada penelitian ini memakan
waktu selama 4 jam. Air hasil sulingan yang mengandung minyak tidak langsung
dikarenakan masih dibutuhkannya waktu untuk mendidihkan air sebanyak 20 L
yang ada pada wadah air untuk menhasilkan uap. Air yang bercampur miyak akan
berangsur-angsur keluar sedikit demi sedikit. Penyulingan dinyatakan selesai
apabila hasil sulingan yang ditampung tidak lagi mengandung minyak. Hasil
sulingan selanjutnya ditampung pada gelas ukur. Pemisahan minyak dengan air
dilakukan dengan menggunkan pipet tetes.
Pada penyulingan yang telah dilakukan diperoleh hasil pada percobaan I
sebanyak 40 ml, percobaan II sebanyak 44 ml, dan percobaan III sebanyak
51 ml. Perbedaan hasil yang diperoleh ini dikarenakan pada percobaan I terdapat
sedikit kebocoran pada pipa sambungan antara wadah bahan dengan kondensor
(wadah pendingin). Pada pipa ini terdapat beberapa bekas pengelasan. Uap keluar
dari bekas pengelasan tersebut. Lalu pada proses penyulingan yang kedua hasilnya
mulai membaik karena beberapa kebocoran yang terjadi pada percobaan I telah
diperbaiki. Tapi pada percobaan II ini uap justru mendesak keluar melalui tutup
wadah bahan. Oleh karena itulah diperlukan kertas alumunium foil untuk
merapatkan tutup tersebut sehingga pada penyulingan yang terakhir diperoleh
hasil sebanyak 51 ml. Tidak hanya dari faktor perlakuan terhadap bahan,
keterampilan dalam membuat, memperbaiki, dan mengoperasikan alat juga turut
mempengaruhi hasil yang akan diperoleh. Secara rata-rata, hasil yang diperoleh
selama tiga kali penyulingan adalah sebanyak 45 ml.
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan (Tabel 2), diperoleh kapasitas
efektif alat penyuling minyak atsiri tipe uap ini sebesar 11,25 ml/jam. Artinya, alat
penyuling ini mampu menghasilkan 11,25 ml minyak nilam setiap satu jam waktu
Rendemen
Perhitungan rendemen dilakukan untuk mengetahui seberapa besar
rendemen yang dihasilkan oleh suatu alat dalam memproduksi minyak nilam tiap
satuan banyak bahan yang diolah.
Tabel 3. Berat minyak nilam hasil sulingan Ulangan Berat minyak nilam dalam
gelas ukur (gr)
Dari data di atas, diperoleh rendemen sebesar 1,55%, yaitu dengan
membagi berat rataan minyak nilam 54,33 gram dengan berat bahan yang
digunakan yakni sebesar 3500 gram kemudian dikali 100%. Artinya,
perbandingan antara 54,33 gram minyak nilam terhadap 3500 gram bahan baku
diperoleh sebesar 1,55%. Besarnya rendemen yang diperoleh pada penelitian ini
lebih kecil dari yang diharapkan. Sebenarnya pada penelitian ini alat diharapkan
dapat menghasilkan rendemen sebesar 2,5% atau lebih. Hal ini dipengaruhi oleh
komponen atau instalasi alat. Kemungkinan terbesar disebabkan karena pipa
aliran uap yang terlalu kecil dan besar lubang pada piringan bahan yang kurang
besar. Besar kecilnya diameter pipa aliran uap sangat mempengaruhi laju aliran
uap. Semakin besar diameternya maka akan semakin mudah uap akan mengalir.
Begitu pula dengan besarnya ukuran lubang pada piringan bahan. Uap akan lebih
mudah mengalir dan menangkap kandungan minyak yang ada pada bahan jika
lubang piringan semakin besar. Namun, jika semakin kecil uap akan sulit bergerak
Efisiensi Alat
Tidak ada literatur khusus yang menjelaskan berapa banyak bahan yang
diperlukan untuk mendapatkan 1 L minyak nilam. Ada yang menyatakan 50 kg,
ada pula yang menyatakan 60 kg. Tetapi tetap saja konstruksi alat, metode
penyulingan, dan pengalaman adalah hal yang paling mempengaruhi. Berdasarkan
tinjauan penulis, 60 kg bahan untuk menghasilkan 1 L minyak nilam adalah
asumsi yang paling banyak dianut oleh masyarakat.
Efisiensi alat dapat dihitung dengan membagi hasil yang diperoleh di
lapangan terhadap hasil yang seharusnya diperoleh secara teoritis. Dari proses
penyulingan yang telah dilakukan, seharusnya diperoleh hasil 58,33 mL untuk
3,5 kg bahan. Namun, hasil yang diperoleh justru 45 ml (hasil rataan tiga kali
penyulingan). Jadi efisiensi alat tersebut adalah 77,15%. Hal ini disebabkan
adanya faktor kebocoran alat dan masih terdapatnya daun nilam yang tidak dilalui
oleh uap air. Daun nilam yang tidak dilalui oleh uap air ini tetap dalam keadaan
kering. Dapat dilihat bila proses penyulingan telah selesai dilakukan.
Jika melihat kinerja alat pada proses penyulingan III dengan hasil 51 ml,
maka diperoleh efisiensi alat sebesar 87,43%. Namun demikian, secara teorotis
alat dan mesin pertanian yang baik memiliki efisiensi antara 60%-70%, lebih dari
itu akan semakin baik. Berdasarkan pedoman tersebut, maka alat penyuling
Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus
dikeluarkan untuk memproduksi tiap unit satuan produksi. Dengan analisis
ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat
dapat diperhitungkan.
Dari analisis ekonomi yang dilakukan (Lampiran 3) diperoleh biaya untuk
memproduksi minyak nilam sebesar Rp 459,609/ml. Artinya, untuk memproduksi
minyak nilam sebanyak 1 ml dibutuhkan biaya sebesar Rp 459,609.
Break Event Point
Menurut Waldiyono (2008) analisis titik impas umumnya berhubungan
dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha
yang dilakukan dapat membiayai sendiri dan selanjutnya dapat berkembang
sendiri. Dalam analisis ini keuntungan awal dianggap nol.
Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan
(Lampiran 4), alat penyuling minyak atsiri tipe uap ini akan mencapai break event
point pada nilai 3056 ml. Hal ini berarti alat ini akan mencapai titik impas apabila
telah memproduksi minyak nilam sebanyak 3056 ml.
Net Present Value
Dari perhitungan yang telah dilakukan (Lampiran 5) diperoleh nilai NPV
15% adalah Rp. 3.719.689,35 dan NPV 20% adalah Rp. 3.085.354,26. Karena
bernilai lebih besar dari nol, maka NPV tersebut masuk ke dalam kriteria NPV > 0
Intrnal Rate of Return
Internal rate of return (IRR) digunakan untuk memperkirakan kelayakan
lama (umur) pemilikan suatu alat atau mesin pada tingkat keuntungan tertentu.
Untuk nilai IRR ini diperoleh sebesar 43,319% (Lampiran 6). Artinya, kita dapat
menaikkan bunga sampai pada tingkat keuntungan 43,319%, jika lebih dari itu
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Alat penyuling minyak atsiri tipe uap yang digunakan untuk menyuling
minyak nilam mempunyai kapasitas efektif rata-rata sebesar 11,25 ml/jam.
2. Rendemen yang diperoleh pada alat penyuling minyak atsiri tipe uap ini
sebesar 1,55%.
3. Efisiensi alat penyuling minyak atsiri tipe uap ini sebesar 77,15%.
4. Biaya pokok yang dikeluarkan untuk memproduksi minyak nilam
sebanyak 1 ml dari alat penyuling minyak atsiri tipe uap ini adalah
Rp 459,609.
5. Alat penyuling minyak atsiri yang digunakan untuk menyuling minyak
nilam ini akan mencapai break event point (titik impas) pada nilai
3056 ml.
6. Usaha penyulingan minyak nilam dengan menggunakan alat penyuling
minyak atsiri tipe uap ini layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan
karena memiliki net present value (NPV) > 0 yaitu sebesar
Rp 3.085.354,26.
7. Besarnya nilai IRR yang diperoleh dalam proses penyulingan minyak
nilam dengan menggunakan alat penyuling minyak atsiri tipe uap ini
Saran
1. Sebaiknya dipasang katup pengunci tutup wadah air penghasil uap dan
wadah bahan agar uap tidak keluar melalui celah tutup yang dapat
mengakibatkan menurunnya hasil yang ingin diperoleh.
2. Pada alat penyuling minyak atsiri tipe uap ini perlu diperbaiki pemasangan
alat pengukur tekanan (barometer) agar dapat diketahui seberapa besar
tekanan di dalam wadah bahan.
3. Untuk memudahkan pengoperasian alat,alat ini perlu diletakkan pada suatu
tempat yang dapat dipindah-pindahkan, seperti dengan pemasangan roda,
agar alat ini tidak perlu dibongkar pasang sehingga mencegah terjadinya
kebocoran mengingat alat ini terbuat dari alumunium.
4. Setelah pemakaian alat, sebaiknya alat dibersihkan kembali untuk menjaga
DAFTAR PUSTAKA
Anekaplantasia,2008.
[03 Agustus 2009].
Armando, R., 2009. Memproduksi 15 Minyak Asiri Berkualitas. Penebar Swadaya, Jakarta.
Awaludin, Z., 2009. Mengapa Es Terbentuk di Lautan. [1 Februari 2010].
Darun, 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian USU, Medan.
Daryanto, 1984. Dasar-dasar Teknik Mesin. Bina Aksara, Jakarta.
Harris, R., 1990. Tanaman Minyak Atsiri. Penebar Swadaya, Jakarta.
Herlina, N dan H. S. Ginting, 2002. Lemak dan Minyak. Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia USU, Medan.
Teknis
Budidaya Agrokomplek-Budidaya Nilam. [04 Agustus 2009].
http://www.atsiri-indonesia.com/. Essential Oil. Atsiri Indonesia. [04 Agustus 2009].
Kastaman, R., 2003. Kajian Teknis Budidaya dan Manajemen Produksi Pengolahan Minyak Nilam di Beberapa Sentra Nilam di Jawa Barat. Dinas Koperasi dan UKM, Bandung.
Lutony, T. L. dan Y. Rahmayati, 2002. Produksi dan Perdagangan Minyak Atsiri. Penebar Swadaya, Jakarta.
Napitupulu, F. H., 2006. Modifikasi Ketel Penyuling Nila Untuk Mempersingkat Waktu Penyulingan. Teknik Mesin FT USU, Medan.
Nuryani, Y., Emmyzar dan Iratno, 2005. Budidaya Tanaman Nilam. Badan
Penelitian dan Pengembangan Pertanian.
[04 Agustus 2009].
Pikiran Rakyat, 2009. Eropa Pesan Satu Ton Minyak Atsiri Jabar. http://www.pikiran-rakyat.com/index.php?mib=news.detail&id=87274. [04 Agustus 2009].
Pudjosumarto, M., 1998. Evaluasi Proyek. Fakultas Ekonomi Brawijaya Malang. Edisi Kedua. Liberty, Yogyakarta.
Purba, R. 1997. Analisa Biaya dan Manfaat. PT. Rineka Cipta, Jakarta.
Sastrohamodjojo, H., 2004. Kimia Minyak Atsiri. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Soeharno, 2007. Teori Mikroekonomi. Andi Offset, Yogyakarta.
Sudaryani, T. dan E. Sugiharti, 1999. Budidaya dan Penyulingan Nilam. Penebar Swadaya, Jakarta.
Trubus Info Kit, 2009. Minyak Asiri.
Waldiyono, 2008. Ekonomi Teknik. (Konsepse, Teori dan Aplikasi). Pustaka Pelajar, Yogyakarta.
Wikipedia, 2008.
Wikipedia, 2008
Tidak
Ya
Lampiran 1. Flow chart pelaksanaan penelitian
Mulai
Perancangan bentuk alat
Menggambar dan menentukan dimensi alat
Memilih bahan
Pengukuran bahan yang akan digunakan
Dipotong, dibubut, dan dikikir bahan yang digunakan
Pemasangan komponen kondensor
Perangkaian komponen alat
a Optimal Pengujian alat
Lampiran 1. Flow chart pelaksanaan penelitian (sambungan)
Analisa data Data Pengamatan
Parameter a
Lampiran 2. Kapasitas efektif alat, rendemen, dan efisiensi alat
1. Kapasitas efektif alat
Lampiran 3. Analisis ekonomi
Pengukuran Biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya
yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
Biaya pokok BTT C
BTT = total biaya tidak tetap (Rp/jam)
x = total jam kerja per tahun (jam/tahun)
C = kapasitas alat (jam/satuan produksi
I. Unsur Produksi
II. Perhitungan Biaya Produksi
Bunga modal dan asuransi
Bunga modal pada bulan Desember 15%, Asuransi 2%
Bunga modal dan asuransi
Pajak
Biaya Tidak Tetap (BTT)
Biaya perbaikan alat (reparasi)
=
Total Biaya Tidak Tetap (BTT)
Lampiran 4. Break event point
Analisis titik impas umumnya berhubungan dengan proses penentuan
tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat
membiayai sendiri (self financing). Dan selanjutnya dapat berkembang sendiri
(self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap sama dengan nol.
Biaya tetap (F) = Rp 255.714,285/tahun
Biaya tidak tetap (V) = Rp. 5.009,03 / jam (1 jam = 11,25ml)
= Rp. 445,247 / ml
Penerimaan dari tiap mL produksi = (15% x (BT+BTT)) + (BT+BTT)/KA
= Rp. 528,896/ml
Alat akan mencapai break event point jika alat telah menghasilkan minyak nilam
Lampiran 5. Net present value
NPV adalah selisih antara present value dari investasi dengan nilai sekarang
dari penerimaan-penerimaan kas bersih di masa yang akan datang. Identifikasi
masalah kelayakan finansial dianalisis dengan menggunakan metode analisis
finansial dengan kriteria investasi. Net present value adalah kriteria yang
digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan.
Perhitungan net present value merupakan net benefit yang telah didiskon dengan
discount factor (Pudjosumarto, 1998).
Secara singkat rumusnya :
CIF – COF ≥ 0
dimana : CIF = cash inflow
COF = cash outflow
Sementara itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan
(dalam %) bertindak sebagai tingkat bunga modal dalam perhitungan-perhitungan
Penerimaan (CIF) = pendapatan x (P/A, i, n) + Nilai ahir x (P/F, i, n)
Pengeluaran (COF) = Investasi + pembiayaan (P/A, i, n)
Kriteria NPV yaitu
− NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan; :
− NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi proyek tidak
menguntungkan;
− NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
Berdasarkan persamaan nilai NPV alat ini dapat dihitung dengan rumus
sebagai berikut:
CIF – COF ≥ 0
Investasi : Rp. 1.000.000
Pendapatan : Rp. 7.116.304,53
Nilai akhir : Rp. 100.000
Pembiayaan : Rp. 5.990.799,88/tahun
Suku bunga bank : Rp 15%
Suku bunga coba-coba : Rp 20%
Umur alat : 7 tahun
Cash in Flow 15%
1. Pendapatan : pendapatan x (P/A, 15%,7)
: Rp. 7.116.304,53 x 4,160
: Rp. 29.603.826,85
2. Nilai akhir : nilai akhir x (P/F, 15%,7)
: Rp 100.000 x 0,3759
: Rp. 37.590
Cash out Flow 15%
1. Investasi : Rp. 1.000.000
2. pembiayaan : pembiayaan x (P/A, 15%, 7)
: Rp. 5.990.799,88 x 4,160
= Rp. 24.921.727,50
Jumlah COF : Rp. 25.921.727,50
NPV 15% = CIF – COF
= Rp. 29.641.416,85 – 25.921.727,50
= Rp. 3.719.689,35
Cash in Flow 20%
1. Pendapatan : pendapatan x (P/A, 20%,7)
: Rp. 7.116.304,53 x 3,605
: Rp. 25.654.277,83
2. Nilai akhir : nilai akhir x (P/F, 20%,7)
: Rp.100.000 x 0,2791
: Rp. 27.910
Cash out Flow 20%
1. Investasi : Rp. 1.000.000
2. pembiayaan : pembiayaan x (P/A, 20%, 7)
: Rp. 5.990.799,88 x 3,605
= Rp. 21.596.833,57
Jumlah COF : Rp. 22.596.833,57
NPV 20% = CIF – COF
= Rp. 25.682.187,83 – 22.596.833,57
= Rp. 3.085.354,26
Jadi besarnya NPV 15% adalah Rp. 3.719.689,35 dan NPV 20% adalah
Rp. 3.085.354,26. Jadi nilai NPV dari alat ini ≥ 0 maka usaha ini layak untuk
Lampiran 6. Internal rate of return
Internal Rate of Return (IRR) ini digunakan untuk memperkirakan
kelayakan lama (umur) pemilikan suatau alat atau mesin pada tingkat keuntungan
tertentu. Internal rate of return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate,
dimana diperoleh B/C ratio = 1 atau NPV = 0. Berdasarkan harga dari NPV = X
(positif) atau NPV= Y (positif) dan NPV = X (positif) atau NPV = Y (negatif),
dihitunglah harga IRR dengan menggunakan rumus berikut:
Dan
dimana :
p = suku bunga bank paling atraktif
q = suku bunga coba-coba ( > dari p)
X = NPV awal pada p
Y = NPV awal pada q
(Purba, 1997).
Suku bunga bank paling atraktif (p) = 15%
Suku bunga coba-coba ( > dari p) (q) =20%
Lampiran 7. Spesifikasi alat penyuling minyak atsiri tipe uap
1. Wadah air penghasil uap
Dimensi
Diameter : 37 cm Tinggi : 40 cm
2.Wadah bahan
Dimensi
Diameter : 35 cm
Tinggi : 80 cm
3. Wadah pendingin
Dimensi
Diameter : 45 cm
Lebar : 35 cm
Diameter pipa : 1 cm
Tebal plat : 1 mm
Kapasitas efektif : 11,25ml/jam
Rendemen : 1,55 %
Lampiran 8. Prinsip kerja alat
Seperti diketahui sebelumnya, penyulingan minyak atsiri ini diawali
dengan menguapkan air yang ada pada wadah bahan, untuk selanjutnya uap ini
dialirkan menuju wadah bahan untuk menangkap minyak yang dikandung oleh
bahan. Bahan-bahan ini, di dalam wadah bahan di letakkan di atas sebuah piringan
yang berlubang-lubang. Melalui lubang inilah uap akan mengalir menuju bahan
dan selanjutnya dialirkan menuju wadah pendingin. Wadah ini berisi es batu yang
ditaburi garam dan berfungsi mengubah air yang bercampur minyak, yang semula
masih dalam fasa gas berubah menjadi cair. Hasil sulingan ini ditampung
langsung pada gelas ukur. Jadi, prinsip kerja alat penyuling minyak atsiri tipe uap
ini adalah dengan menguapkan air sebagai media pembawa minyak yang
dikandung bahan untuk dicairkan kembali oleh kondensor kemudian ditampung
Lampiran 9. Gambar daun nilam
Gambar 2. Daun nilam basah
Lampiran 10. Komponen alat penyuling minyak atsiri tipe uap
Gambar 4. Wadah air penghasil uap
Gambar 6. Wadah pendingin
Lampiran 11. Proses penyulingan minyak atsiri
Gambar 8a. Proses penyulingan minyak atsiri
Lampiran 12. Minyak nilam
Gambar 9. Minyak hasil penyulingan I
Gambar 11. Minyak hasil penyulingan III
Lampiran 14. Keselamatan kerja dan perawatan alat
Keselamatan Kerja
Keselamatan kerja merupakan suatu usaha yang dilakukan untuk
menghindari terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan selama proses kerja. Pada
alat penyulingan minyak atsiri tipe uap ini hendaknya perlu diperhatikan
penggunaan kompor sebagai sumber panas. Kompor harus benar-benar dalam
keadaan bagus, hindari sumbu yang sudah pendek, hindari pemakaian api yang
terlalu besar, dan bahan bakarnya tidak boleh kurang. Pengisian bahan bakar
sebaiknya dilakukan pada saat kompor dalam keadaan mati (belum dinyalakan).
Bersihkan kembali tumpahan bahan bakar di sekitar kompor agar api tidak
merembet ke sekitarnya.
Selain itu, pastikan tersedianya botol penampung hasil cadangan agar
dapat menampung semua hasil sulingan. Pastikan pula konstruksi dudukan
komponen proses penyulingan tersebut berdiri tegak dan tidak goyah, karena bila
goyah akan mudah jatuh dan kecelakaan kerja yang lebih besar bisa saja terjadi.
Keselamatan operator juga tidak boleh luput. Dianjurkan kepada operator
untuk menggunakan sarung tangan untuk menghindari kontak fisik langsung
antara kulit dengan komponen alat penyulingan.
Perawatan Alat
Setelah digunakan, alat harus dibersihkan kembali. Wadah air yang
menghitam sebaiknya dicuci sehingga tampak bersih kembali. Wadah bahan juga
begitu, bersihkan dari sisa-sisa daun nilam yang telah disuling. Cek kembali
komponen dicuci, sebaiknya keringkan terlebih dahulu atau dilap untuk
