PENINGKATAN PRODUKSI MINYAK CENGKEH DENGAN MENERAPKAN ILMU PERPINDAHAN PANAS PADA PERALATAN PENYULINGAN MINYAK ATSIRI

PENINGKATAN PRODUKSI MINYAK CENGKEH DENGAN MENERAPKAN ILMU PERPINDAHAN PANAS PADA PERALATAN

PENYULINGAN MINYAK ATSIRI

Oleh :

Sarwoko ¹⁾,Arif Setyo Nugroho ²⁾,Martinus Heru Palmiyanto ³⁾

1)2)3)

Jurusan Teknik Mesin,Akademi Teknologi Warga Surakarta

ABSTRACT

Clove oil industry , temperature dissociation energy of diatomic is principal dissociation energy of diatomic required to process distillation takeplace .In distillation can be conventional , loss of external air, temperature dissociation energy of diatomic is not paid attention . re- design is distillation device of conventional oil of clove meant to increase efficiency from the device by the way of optimal of temperature dissociation energy of diatomic yielded from fuel baking.

Redesigned technology provides installation around the boiler pipes and oil separator with a better construction material isolation having 0.02m thickness.its called a glasswool the heat conductivity of this glasswool is 0,07 W/M.K.The matrial of oil separator is stainless steel with 0.005 M thickness by isolation,

The boiler pipes have low temperature gradient at each altitude distillation boiller.Obtained low temperature gradient at each boiler pippes .Steam boiler in the boiler is more secure in the oil yield could be incresead by 4,17% .With the use of agood oil separators,clove oil can be produced much more secure oil cleane, increased by12,51% .

Key words : Destilations,heating surface,yield,temperature gradients

I. PENDAHULUAN

Salah satu cara untuk mendapatkan minyak atsiri (termasuk minyak cengkeh) adalah dengan metode penyulingan. Penyulingan adalah cara untuk mendapatkan minyak atsiri dengan cara mendidihkan bahan baku yang dimasukkan ke dalam ketel hingga terdapat uap yang diperlukan, atau dengan cara mengalirkan uap jenuh (Guenther, E., 1987). Metode penyulingan untuk mendapatkan minyak cengkeh adalah penyulingan dengan air dan uap, dimana daun cengkeh tidak bersinggungan langsung dengan air, tetapi hanya bersinggungan dengan uap air sebagai hasil pendidihan di dasar ketel suling.

Dalam industri kecil di daerah-daerah penghasil cengkeh, banyak digunakan metode penyulingan secara konvensional. Metode penyulingan tersebut masih menggunakan alat yang sangat sederhana, dimana konstruksi alat tidak memperhitungkan rugi-rugi panas selama proses penyulingan.

Pada proses penyulingan, panas adalah energi utama yang diperlukan agar proses bisa berlangsung.

Panas digunakan untuk mendidihkan air, dimana uap air yang terbentuk akan masuk ke jaringan tanaman dan akan menguapkan minyak cengkeh. Panas juga dibutuhkan untuk menjaga suhu didalam ketel agar uap yang terbentuk tetap dalam fase uap sampai masuk ke pendingin, sehingga kondensasi tidak terjadi di dalam ketel suling. Jika kondensasi terjadi di dalam ketel, akan timbul air kondensat yang akan membasahi daun cengkeh. Jika daun cengkeh basah, minyak yang terkandung pada daun cengkeh akan sulit teruapkan oleh uap air. Hal ini akan menyebabkan menurunnya efisiensi minyak yang bisa dihasilkan oleh sejumlah daun cengkeh yang disuling.

Untuk menjamin uap yang terbentuk di dalam ketel tetap berada pada fase uap kering, perlu diadakan perbaikan atau penambahan komponen pada alat penyulingan. Bila fase uap dalam ketel suling tetap berada pada fase uap, maka penguapan minyak cengkeh dapat terjadi pada keseluruhan

daun di dalam ketel suling. Bila minyak yang ikut teruapkan oleh uap air lebih banyak, maka efisiensi minyak yang dihasilkan dapat lebih banyak pula.

Suatu penyulingan minyak cengkeh dikatakan menghasilkan efisiensi minyak yang baik bila minyak cengkeh hasil penyulingan memiliki kadar eugenol yang tinggi. Penyulingan dengan uap kering dapat menghasilkan minyak kuat yang kaya akan eugenol. Penyulingan dengan uap kering pada keseluruhan ketel dapat terjadi bila ketel diisolasi dengan baik (Sastroharnidjojo,2005).

Suatu alat penyulingan minyak atsiri sederhana yang terdiri dari pemanas, ketel suling, dan pendingin dapat digunakan untuk melakukan proses penyulingan, proses penyulingan dapat lebih efektif bila menggunakan alat pemisah minyak yang didesain untuk bisa memisahkan minyak dari air dengan baik (Ghozali, M. 2002).

Dalam suatu penyulingan minyak atsiri, ketel suling harus diisolasi dengan baik. Hal ini dilakukan agar uap tidak terkondensasi di dalam ketel dan supaya daun tidak menggumpal, karena bisa berakibat minyak di dalam daun sukar diuapkan sehingga efisiensi minyak menurun (Guenther, E.

1987).

II. BAHAN DAN METODE PENELITIAN A. BAHAN DAN PERALATAN

Bahan yang dipergunakan untuk pendesainan ulang adalah:

a. Sebagai bahan isolasi adalah glass wool setebal 0,02 m dengan harga konduktifitas panas sebesar 0,076 W/m.K (Incropera. F.D. 1996). Alasan penggunaan isolasi glasswoll adalah karena glasswoll mampu mengisolasi ketel suling dengan baik. Distribusi temperatur tiap ketinggian ketel suling memiliki gradien yang kecil dibanding material lain.

b. Alat pemisah minyak cengkeh dari air dibuat dari stainless stell dengan ketebalan 0,0005 m.

Alat yang Digunakan

1. Alat pemisah, minyak cengkeh dengan air 2. Sebagai alat ukur dipergunakan:

 Termometer alkohol skala 110^oC dengan ketelitian 1^oC.

 Termokopel tipe K.

 Multimeter digital model APPA 25 sebagai thermocouple reader.

B. KAJIAN PUSTAKA

1. Perpindahan Panas Dalam Dapur Pemanas

Perpindahan panas yang dihasilkan karena pembakaran bahan bakar dan udara, yang berupa api dan gas asap (yang tidak menyala) dipindahkan kepada air, uap ataupun udara, melalui bidang

Penyulingan Dengan Air dan Uap Alat Pemisah Minyak

Pendingin Ketel

Penyulingan Daun Cengkeh

Air

Gambar 1 Penyulingan minyak atsiri

yang dipanaskan (heating surface) pada suatu instalasi dapur pemanas dengan tiga cara, yaitu:

perpindahan panas konduksi, perpindahan panas konveksi, perpindahan panas radiasi.

Sebagai sumber panas dalam dapur adalah nyala api dimana besarnya panas yang dihasilkan dalam pembakaran bahan bakar dinyatakan dengan (Muin, S.A., 1988) :

f f

f W LHV

Q  ( )



...( 1 ) dimana: Wf = Pemakaian bahan bakar, (kg/h).

LHV = Nilai bakar terendah, (kkal/kg).

ηf = Efisiensi dapur, 0,90

Konstruksi tungku pembakaran dari alat penyulingan minyak atsiri (gambar 2), tungku pembakaran dapat dilihat sebagai sebuah silinder. Suatu silinder dianggap sebagai sistem satu dimensi dengan gradien suhu benda hanya merupakan fungsi jarak radial ( Holman, J.P., 1994 ).

Gambar 2. Konstruksi tungku pembakaran 2. Perpindahan Panas pada Ketel Suling

Bidang pemanas (heating surface) primer pada ketel adalah bidang yang langsung kontak dengan air ketel, sedang sisi-sisi lainnya langsung berhubungan (kontak) dengan sumber panas. Bila bidang pemanas yang bersentuhan dengan zat cair dipelihara pada suhu yang lebih tinggi dari suhu jenuh zat cair, akan terjadi pendidihan. Fluks kalor yang yang berlangsung bergantung pada perbedaan antara suhu permukaan dan suhu jenuh zat cair. Bila permukaan yang dipanaskan terbenam di bawah permukaan-bebas zat cair, proses itu disebut didih kolam (pool boiling).

Gambar 3. Kurva tipe pendidihan untuk air pada tekanan atmosfer; Fluks panas permukaan, q_ssebagai fungsi dari excess temperature, ΔT_e = T_s – T_sat

Mekanisme fisik dari pool boiling ditunjukkan pada gambar 3. Dari gambar dapat dilihat beberapa daerah pendidihan. Daerah pendidihan ditentukan dengan besarnya temperatur berlebih

 

Te , yang besarnya:

Te

 = T_s T_sat ...( 2 ) Daerah-daerah tersebut adalah :

a. Free convection, jika ∆Te ≤ ∆Te,,A, dimana ∆Te,A ≈ 5^oC. Pada daerah ini terdapat arus konveksi bebas yang menyebabkan gerakan fluida di dekat heating surface. Pada daerah ini, zat cair di dekat

Ruang Pembakaran

Ketel Suling

Sumber Panas

Dapur Pemanas

q

q q

permukaan dipanaskan, mengalami pemanasan sampai agak panas lanjut, lalu menguap dalam perjalanan naik ke permukaan.

b. Nucleate boiling, jika ∆Te,A ≤ ∆Te ≤ ∆Te,C , dimana ∆Te,C ≈ 30^oC. pada daerah ini terbentuk gelembung-gelembung pada heating surface. Jika suhu diteruskan lagi, gelembung-gelembung terbentuk lebih cepat, dan naik ke permukaan zat cair.

c. Transition boiling, jika ∆Te,C ≤ ∆Te ≤ ∆Te,D, dimana ∆Te,D ≈ 120^oC. pada daerah ini gelembung terbentuk dengan cepat sehingga menutupi seluruh heating surface, menghalangi masuknya aliran zat cair baru ke tempat itu. Pada saat ini gelembung-gelembung uap mulai menggabung dan membentuk lapisan uap yang akan menutupi heating surface.

d. Film boiling, jika ∆Te ≥ ∆Te,D. Pada daerah ini heating surface sudah tertutup lapisan uap. Pada titik D fluks kalornya minimum.

Besarnya flux panas yang ditransfer selama proses pendidihan pada fase nucleate pool boiling, dinyatakan dengan (Incropera. F.D. 1996) :

 

³

, , 12

Pr 









 



 



n l fg f s

e l v p

l fg f

s C h

T g c

h

q





 

...(3)

dimana besarnya nilai Cs,f dan nilai n tergantung dari kombinasi antara cairan dan permukaan heating surface, yang mana besarnya ditunjukkan pada tabel 1 dibawah.

Tabel 1. Nilai C_s,f untuk berbagai kombinasi fluida-permukaan pemanas Fluid – Surface combination Cs,f n

Water – copper

Scored 0.0068 1.0

Polished 0.0130 1.0

Water – stainless stell

Chemically etched 0.0130 1.0

Mechanically polished 0.0130 1.0

Ground and polished 0.0060 1.0

Water – brass 0.0060 1.0

Water – nickel 0.006 1.0

Water - platinum 0.0130 1.0

(Sumber: Incropera. F. D. 1996)

Besar Critical heat flux untuk nucleate pool boiling adalah:

q

max =

 

^{14 12}

24

2 



 



 



 



 

l v l v

v l V

fg

h g













 



……….(4)

Sedangkan untuk besarnya heat flux minimum adalah:

q

min =

 

 

4 1

2 















v l

v l fg

v

h q

C  





  ………(5)

Pada pendidihan fase film pool boiling besar bilangan Nusselt adalah :

u

D

N

=

 

 

4 3 1















 



sat s v v

fg v l v

conv

T T k v

D h C g

k D

h  

………(6)

dimana untuk besarnya C adalah 0,62 untuk silinder horisontal dan 0,67 untuk bola. Pada heating surface  300^oC, perpindahan panas secara radiasi menjadi sangat signifikan dan perlu diperhitungkan. Besar koefisien perpindahan panas total adalah:

3

h4 = h_conv⁴³ h_radh¹³ ………(7) jika h_rad h_conv maka digunakan: h = h_conv h_rad

4

3 ………..(8)

dimana besaarnya koefisien radiasi h_rad dinyatakan dengan: h_rad=

 

sat s

sat s

T T

T T



 ⁴

 4

…………. (9)

dimana :



= Emisivitas dari benda padat



= Konstanta Stevan-Boltzmann (5,67 x 10^-8 W/m²K⁴) Besarnya laju penguapan air selama pendidihan (Incropera. F.D.1996) :

fg s

h

m 



q

...(10)

dimana ; qs = Laju perpindahan panas, (W). =

4 D

2

q

_s hfg = Panas penguapan, (J/kg).

Untuk mengetahui distribusi temperatur untuk tiap ketinggian ketel suling, ketel suling dipandang sebagai sebuah pipa tanpa penutup pada kedua sisinya, dengan fluida panas mengalir didalam pipa. Dengan menganggap temperatur permukaan ketel suling konstan maka berlaku persamaan (Incropera. F.D. 1996) :













 

 h

c m

Px T

T

x T T

p i

m s

m s

exp  ) (

,

……….(11) dimana : Ts = Temperatur permukaan pipa, (K).

Tm(x) = Temperatur tengah sejarak x, (K).

Tm,i = Temperatur tengah fluida masuk pipa, (K).

h = Koefisien konveksi rata-rata, (W/m²K).

P = Surface perimeter (P = πD untuk circular tube), (m).

Dengan menyatakan laju perpindahan panas total konveksi sebagai qconv, maka (Incropera. F.D.

1996):

   

 

 

lm s conv

o i p conv

o m s i m s p conv

T A h q

T T c m q

T T T T c m q























 _{, ,}

………(12)

dimana : As = luas permukaan, (m²).

ΔTlm = log mean temperature difference, (K).

ΔTlm =



 



 







i o

i o

T T

T T ln

………(13)

Dalam kasus ketel suling, dimana ketel suling bersinggungan dengan udara luar dengan suhu tertentu, ketel suling dapat dianggap sebagai pipa yang bersinggungan dengan udara luar (gambar 4 ). Pada sistem seperti ini persamaan 14 menjadi (Incropera. F.D. 1996) :













 

 







 U

c m

PL T

T T T T T

p i

m o m i

o

exp 

,

, ...(14) dan q UA_sT_lm...(15)

dimana : T_∞ = Suhu udara luar, (K).

U

= Koefisien perpindahan panas total (average overall heat transfer coefficient), (W/m²K).

L

x Aliran luar

ho

T ,

T_m,i

T_m,o

Aliran dalam m h_i

Gambar 4 Perpindahan panas antara udara luar dengan fluida

y x

Tsat

T_s

3. Perpindahan Panas pada Kondensor

Pada pendingin terjadi proses perpindahan panas konveksi yang berkaitan dengan perubahan fase fluida. Perubahan fase yang terjadi adalah proses pengembunan (kondensasi), yaitu perubahan fase dari fase uap menjadi fase cair. Jika suhu suatu plat lebih rendah dari suhu jenuh uap yang berada di sekitarnya, maka akan terjadi kondensasi pada permukaan plat tersebut. Karena adanya pengaruh gaya gravitasi maka embun akan mengalir ke bawah, jika permukaan plat basah karena zat cair, akan terbentuk suatu lapisan yang halus, dan proses ini disebut kondensasi film (film condensation). Jika zat cair tidak membasahi permukaan, maka akan terbentuk tetesan-tetesan yang jatuh dari permukaan secara rambang. Proses ini disebut kondensasi tetes (dropwise condensation).

Dalam proses kondensasi film, permukaan plat tertutup oleh film. Film ini merupakan tahanan termal terhadap laju perpindahan panas. Pada kondensasi tetes, tidak semua permukaan plat tertutup lapisan. Ada sebagian permukaan yang terbuka terhadap uap, sehingga laju perpindahan panas lebih tinggi dibanding dengan laju perpindahan panas pada kondensasi film.

Analisa kondensasi film pada plat vertikal dengan memperhatikan gambar 5 di samping, dimana:

Ts = Suhu plat, (K).

Tsat = Suhu uap jenuh, (K).

y = Tebal film, (m).

Dengan mengabaikan gaya viscous dan distribusi suhu linier antara kondisi uap dan dinding didapatkan (Incropera. F.D. 1996) :

qh_LA



T_satT_s



……….(16) dimana: q = Laju perpindahan panas, (W).

h

L = Koefisien konveksi, (W/m²K).

A = Luas penampang plat, (m²).

dengan besar laju kondensasi (Incropera. F.D. 1996):

 

fg s sat L

fg h

T T A h h m q



 

 

 ...(17)

dimana ^hfg^hfg



10,68^Ja



. Ja adalah bilangan tanpa dimensi yang besarnya =

 

fg s sat l p

h T T

Ja C 

 ^, dengan Cp,l adalah panas jenis cairan.

Pendingin pada alat penyulingan minyak cengkeh berupa pipa horisontal yang dibenamkan di dalam kolam air. Gambar 6, menunjukkan bagian pipa pendingin, dimana di dalam pipa terjadi kondensasi film.

Gambar 6 Kondensasi film pada pipa horizontal

Besarnya koefisien konveksi dari kondesasi pada pipa horizontal adalah ( Incropera. F.D. 1996 ):

 

 

14 3

555 ,

0 













 

 T T D

h k h g

s sat l

fg l v l l

D 





 ...(18)

Persamaan di atas berlaku pada harga angka Reynold yang rendah, yaitu:

35000 Re _, ^,  

 





v i v m v i D

D U



 ...(19) Gambar 5. Kondensasi film pada plat rata vertikal

Condensate Uap Condensate

Uap

Dengan besar kalor latent (Incropera. F.D. 1996): h_fg h_fg  C_p,l



T_satT_s



8

3 ...(20) Untuk harga angka Reynold campuran:



















 



 

 ²

1

Re

v l v l

m D G G







...(21)

Dengan Re  20000

v v v

DG

 ^{dan Rel } _l^{l 5000}

DG

 digunakan

0 , 026 Pr

_l¹³

Re

_m^0,8

l D

k

h

 ... .(22)

C. METODE PENELITIAN Variasi pengambilan data untuk analisa :

1. Mengambil data menggunakan alat penyulingan minyak cengkeh konvensional.

2. Mengambil data menggunakan alat penyulingan minyak cengkeh dimana tungku pemanas, ketel suling diisolasi dengan glass wool.

Mengambil data menggunakan alat penyulingan minyak cengkeh dimana ketel suling sudah diisolasi

Prosedur Pengambilan Data

1. Jumlah air yang diperlukan selama penyulingan.

Untuk tiga variasi pengambilan data, jumlah air yang dibutuhkan berbeda, karena tergantung dari besarnya energi panas untuk penguapan.

2. Jumlah bahan bakar yang diperlukan selama penyulingan,Jumlah daun cengkeh sekali penyulingan.

3. Jumlah efisiensi minyak cengkeh sekali penyulingan.

Setelah minyak cengkeh dipisahkan dari air, minyak cengkeh diukur massanya dengan menggunakan timbangan. Pengukuran berat minyak cengkeh dilakukan pada masing-masing variasi.

4. Temperatur pada masing-masing titik pengukuran.

Gambar 7. Diagram alir tahapan pendesainan START

STOP

Survey literature dan survey lapang an: 1. Perpustakaan T. Mesin UNS, T. Kimia UNS, Pusat UNS 2. Industri penyulingan minyak cengkeh

Penentuan alat yang bisa digunakan untuk meningkatkan efisiensi penyulingan serta penentuan pendesainan ulang

yang bisa dilakukan.

Pembuatan alat yang digunakan dan pendesainan konstruksi alat penyulingan minyak cengkeh yang baru

Penentuan alat ukur dan penempatannya

Penerapan teknologi dalam rangka pendesainan ulang, yaitu:

1. Isolasi panas pada ketel suling.

2. Penggunaan alat pemisah minyak cengkeh dari air

Setting peralatan untuk pengambilan data Disepakati

Ya

Tidak

Pengambilan data sebanyak 3 kali pada konstruksi alat yang berbeda

Analisa Data

Kesimpulan

1 11 2 3 4

5 6

7

12 9 10

14

13 8

Penempatan alat ukur untuk pengambilan data terlihat pada gambar 8

Gambar 8 Penempatan Alat Ukur.

Keterangan:

1.Temp Dasar Ketel Suling (Heating Surface) 8.Temp dinding plat sebelah dalam (ketel bagian atas)

2.Temp didih air (Saturated Temperature) 9.Temp dinding plat sebelah luar (ketel bagian bawah)

3. Temp uap 10 cm di atas permukaan air. 10.Temp dinding plat sebelah luar (ketel bagian atas) 4. Temp uap 40 cm di atas permukaan air. 11.Temp luar dasar ketel (yang bersinggungan dengan api)

5. Temp uap 80 cm di atas permukaan air. 12.Temp permukaan luar isolasi tungku api 6. Temp uap masuk pendingin. 13.Temp air pendingin

7. Temp dinding plat sebelah dalam (ketel bagian bawah). 14.Temp cairan keluar dari pendingin.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. HASIL

Dari data pengamatan bisa dibuat trend temperatur pada tiap ketinggian ketel suling. Data yang dibuat trend yaitu pada waktu ke 225 – 300 menit. Data yang labih lengkap bisa dilihat dibawah ini

Tabel 2 Distribusi temperatur sepanjang ketinggian ketel suling

Bila hasil perhitungan di atas digambar dalah sebuah grafik grafik pengaruh isolasi pada distribusi temperatur uap tiap ketinggian ketel suling menjadi :

Distribusi Temperatur Sepanjang Ketinggian Ketel Suling Ketinggian

Ketel Suling

Ketel Suling Tidak Diisolasi Ketel Suling Diisolasi Glasswoll 0,02 m

x Tm(x) Tm(x) Tm(x) Tm(x)

(m) (K) (^oC) (K) (^oC)

0 392.00 119.00 392.00 119.00

0.1 389.10 116.10 391.01 118.01

0.2 387.42 114.42 390.34 117.34

0.3 386.09 113.09 389.81 116.81

0.4 384.98 111.98 389.38 116.38

0.5 384.03 111.03 389.02 116.02

0.6 383.20 110.20 388.72 115.72

0.7 382.46 109.46 388.46 115.46

0.8 379.31 106.31 388.23 115.23

Gambar 9. Grafik pengaruh isolasi pada distribusi suhu sepanjang ketel suling

Gambar 10. Temperatur uap pada ketinggian 0 m dari permukaan air untuk dua variasi penyulingan

Gambar 11. Temperatur uap pada ketinggian 0,1 m dari permukaan air untuk dua variasi

Temperatur Uap pada Ketinggian 0 m

85 95 105

220 240 260 280 300

Waktu Penyulingan

Temperatur

PENYULINGAN KONVENSIONAL

DENGAN ISOLASI GLASSWOLL 0,02 M

Temperatur Uap pada Ketinggian 0,1 m

83 93 103 113

220 240 260 280 300

Waktu Penyulingan

Temperatur

Penyulinga nKonvensional

Denga nIsolasi Glaswoll 0,02m 100,00

107,00 114,00 121,00

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Ketinggian Ketel Suling

Temperatur

Tanpa Isolasi

Isolasi GlassWoll 2 cm

Dari grafik di atas bisa dilihat bahwa untuk tiap ketinggian ketel suling, temperatur uap pada penyulingan dengan menggunakan isolasi pada ketel suling memiliki nilai temperatur yang lebih tinggi daripada penyulingan konvensional tanpa isolasi. Bisa disimpulkan bahwa penyulingan dengan isolasi pada ketel suling lebih menjamin tidak terjadinya kondensasi di dalam ketel suling.

Tabel 3. Peningkatan rendemen minyakcengkeh pada beberapa kapasitas produksi No Kapasitas produksi Rendemen minyak yang dihasilkan Peningkatan

1 65 kg 1,2 kg -

2 70 kg 1,5 kg 25 %

3 80 kg 2,0 kg 40 %

B. PEMBAHASAN

Dari percobaan dengan tiga variasi didapat rendemen minyak yang meningkat untuk tiap variasi.

Jumlah peningkatan rendemen minyak serta prosentase rendemen dibanding bahan baku adalah:

Tabel 4. Perhitungan kenaikan rendemen minyak cengkeh

No Rendemen

minyak Prosentase rendemen

Prosentase kenaikan rendemen minyak

1 1,2 kg (1,2/65)kg = 1,846 % -

2 1,25 kg (1,25/65)kg = 1,923

%

4,17%

3 1,35 kg (1,35/65)kg = 2,077

%

12,51%

Gambar 12. Temperatur uap pada ketinggian 0,4 m dari permukaan air untuk penyulingan

Gambar 13.Temperatur uap pada ketinggian 0,8 m dari permukaan air untuk dua variasi penyulingan

Temperatur Uap pada Ketinggian 0,8 m

78 88 98

220 240 260 280 300

waktu Penyulingan

Temperatur

Penyulingan Konvnsional

Dengan Isolasi

Temperatur Uap pada Ketinggian 0,4 m

78 89 100 111

220 240 260 280 300

Waktu Penyulingan

Temperatur Penyulingan

konvensional Dengan iisolasi

Untuk mengetahui meningkatnya perekonomian penyuling dilakukan perhitungan sebagai berikut:

Harga daun cengkeh per kg = Rp. 350,00 Harga minyak cengkeh per kg = Rp. 30.000,00 Jumlah daun cengkeh dalam satu kali penyulingan = 65 kg

Tabel 5. Perhitungan perekonomian penyuling No Hasil

Penyulingan

Hasil Total

Beaya

Produksi Keuntungan

Prosentase kenaikan perekonomian 1 1,2 kg Rp. 36.000,00 Rp. 22.750,00 Rp. 13.250,00 - 2 1,25 kg Rp. 37.500,00 Rp. 22.750,00 Rp. 14.750,00 11%

3 1,35 kg Rp. 40.500,00 Rp. 22.750,00 Rp. 17.750,00 34 % Keterangan :

1. Penyulingan konvensional

2. Penyulingan dengan isolasi pada ketel suling saja.

3. Penyulingan dengan isolasi pada ketel suling dan alat pemisah minyak yang sudah didisain ulang IV. SIMPULAN

Dari pendesainan ulang alat penyulingan minyak cengkeh konvensional di desa Wonokeling, Karangannyar dapat disimpulkan bahwa:

1. Tungku pembakaran masih layak untuk digunakan. Tungku pembakaran mampu menghasilkan energi panas dari pembakaran bahan bakar yang cukup untuk mendidihkan air di dalam ketel suling, yaitu sebesar 55650.39 W. Energi panas ini mampu memanaskan heating surface sebesar 469 ^oC dengan saturated temperature 121 ^oC.

2. Isolasi yang paling bagus adalah glasswoll dengan ketebalan 0,02 m.

3. Dengan adanya isolasi glasswoll pada ketel suling, gradien temperatur di dalam ketel suling relatif lebih kecil dibanding dengan tanpa isolasi.

4. Dari pendesainan alat penyulingan dengan isolasi glasswoll 0,02 m didapatkan temperatur uap pada puncak ketel suling sebesar 106 ^oC. Pendesainan menggunakan saturated temperature 111 ^oC.

5. Dari data pengamatan, pada saturated temperature yang sama (111 ^oC), penyulingan dengan isolasi glasswoll 0,02 m pada ketel suling didapatkan temperatur puncak ketel suling sebesar 105 ^oC.

6. Didapatkan rendemen minyak yang meningkat dalam sekali penyuligan dengan bahan baku 65 kg. Untuk pemberian isolasi glasswoll 0,02 m didapatkan peningkatan rendemen 4,17 %.

Untuk penggunaan alat pemisah minyak pada ketel yang diisolasi didapatkan peningkatan rendemen minyak sebesar 12,51 %.

7. Dengan peningkatan rendemen minyak cengkeh, untuk penyulingan dengan isolasi ketel didapatkan keuntungan Rp. 14.750,00 (meningkat 11%). Untuk penggunaan alat pemisah minyak pada penyulingan dengan ketel yang diisolasi didapatkan keuntungan Rp. 17.750,00 (meningkat 34%).

V. DAFTAR PUSTAKA

[1] Ghozali Muhammad, 2002, ”Alat Penyulingan Minyak Atsiri ”, Fak. Teknik UNS, Surakarta.

[2] Guenther Ernest, 1987, ” Minyak Atsiri ”, Universitas Indonesia Press, Jakarta.

[3] Holman, J.P. 1994, ”Perpindahan Kalor ”, Erlangga, Jakarta.

[4] Incropera, F.P. 1996, ”Fundamental of Heat and Mass Transfer ”, John Willey and Sons, Canada.

[5] Muin, S.A. 1988, ”Pesawat-pesawat Konversi Energi I – Ketel Uap ”, Rajawali Pers, Jakarta.

[6] Sastroharnidjojo hardjono,2005, ”Potensi minyak Atsiri Indonesia”, Makalah Workshop Kewira-usahaan UGM dan Ikhimki,Yogyakarta