Pembuatan alat spray dryer untuk zat warna alami tipe kontinyu berlawanan arah menggunakan udara panas bambang

(1)

commit to user

LAPORAN TUGAS AKHIR

PEMBUATAN ALAT SPRAY DRYER UNTUK ZAT WARNA ALAMI

TIPE KONTINYU BERLAWANAN ARAH

MENGGUNAKAN UDARA PANAS

Disusun oleh :

1. Bambang Wahyu S. I8309006

2. Hanung Sakti H. I8309018

3. Julia Eka Kartika I8309023

4. Yuanita Kristiani I8309043

PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

(3)

(4)

commit to user

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT ynag telah melimpahkan rahmat dan

karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir (TA) ini

dengan baik. Laporan ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk

menyelesaikan studi pada Progam Diploma III Jurusan Teknik Kimia Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dengan selesainya Tugas Akhir ini dan tersusunnya laporan Tugas Akhir

ini, maka kami menyampaikan terima kasih kepada :

1. Bapak Sunu H Pranolo, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Bregas STS, S.T., M.T., selaku Ketua Progam Studi Diploma III

Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

3. Bapak Ir.Paryanto,M.S selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir Progam

Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta

4. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu

terselesainya Tugas Akhir ini.

Untuk pengembangan laporan kearah lebih baik, kritik dan saran atas

laporan Tugas Akhir ini sangat kami harapkan. Akhir kata semoga laporan ini

dapat bermanfaat bagi penyusun maupun pembaca yang memerlukannya.

Surakarta, Juli 2012

(5)

commit to user

B. Kerangka Pemikiran ... 17

BAB III METODE PEMBUATAN DAN PENGUJIAN ……… 18

A. Bahan yang Digunakan ………... 18

B. Lokasi ... 18

C. Spesifikasi Alat ... 18

D. Cara Kerja ... 19

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN …...……….. 21

A. Hasil ... …….………….………. 21

B. Pembahasan ... 27

(6)

commit to user

v

A. Kesimpulan …...……….………... 29

B. Saran ... 30

DAFTAR PUSTAKA ……….. 31

LAMPIRAN

(7)

commit to user vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tray Dryer ………...…………..8

Gambar 2.2 Rotary Dryer ………...…....8

Gambar 2.3 Spray Dryer ………...…...…….9

Gambar 2.4 Pohon Mahoni...12

Gambar 2.5 Pohon Soga Jambal...14

Gambar 2.6 Pohon Tegeran...16

Gambar 4.1 Rangkaian Alat Spay Dryer...21

Gambar 4.2 Tangki Pengering ... 22

Gambar 4.3 Cyclone...23

Gambar 4.4 Serbuk mahoni ...24

Gambar 4.5 Serbuk tegeran ...25

Gambar 4.6 Serbuk Jambal...25

Gambar 4.7 Aplikasi Zat Warna dari Kulit Kayu Mahoni... 25

Gambar 4.8 Aplikasi Zat Warna dari Kayu Tegeran...26

(8)

commit to user viii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Pembuatan Serbuk dari ekstrak mahoni……...……….24

Table 4.2 Hasil Pembuatan Serbuk dari Ekstrak Tenger……...………24

(9)

commit to user

BAMBANG WAHYU S, HANUNG SAKTI H, JULIA EKA KARTIKA, YUANITA KRISTIANI, 2012. LAPORAN TUGAS AKHIR “MANUFACTURE

EQUIPMENT SPRAY DRYER FOR DYE NATURAL WITH

UNIDIRECTIONAL CONTINUOUS TYPES BY USING HOT AIR” PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIK,

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA.

Dye powder is produced from natural materials such as mahogany leather,

tegeran wood and jambal wood leather. And then materials dried with a tool called

spray dryer. Extract of the dye dissipated in a dryer tank with hot air blown by certain

temperature so that evaporation occurs until the dye solution turned into dust particles

and fall be dye powder.

produce as much as 2.74 grams of powder, and then jambal wood leather, contained

of dye 2.39 grams of produce as much as 2.05 grams of powder.

In the application of the dye was done by using immersion dyeing with the

same amount two times dipping in the dye powder that has been diluted with water in

comparison concentration 1:30, 1:50 and 1:70. And the best results are obtained on

immersion dyeing with 1:50 ratio.

To lock the color that does not fade during washing process performed by

using fixation process with tunjung leaf (FeSO4), alum and lime. Of the three kinds

of fixation mentioned the best result was obtained using lime because the result

inclined not change from the step before fixation.

From the experiment results for several types of materials are leather of

(10)

commit to user

for the mahogany leather of 86.54%, and yield of wood tegeran obtained by 89.54%

(11)

commit to user

1

Program D3 Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Seiring kemajuan teknologi dengan ditemukannya zat warna sintetis maka

penggunaan zat warna alami semakin terkikis. Pewarna sintetis mempunyai

keuntungan yang nyata dibandingkan pewarna alami yaitu mempunyai warna

yang lebih mencolok,lebih seragam,dan lebih praktis dalam penggunaanya,akan

tetapi di dalam zat warna sintetis ini banyak terdapat logam yang berbahaya bagi

lingkungan. Untuk itu sebagai upaya untuk menggangkat kembali penggunaan

zat warna alam maka dilakukan pengembangan zat warna alam dengan

melakukan eksplorasi sumber-sumber zat warna alam.

Zat warna alami adalah zat warna (pigmen) yang diperoleh dari tumbuhan,

hewan atau sumber-sumber mineral. Zat warna ini telah sejak dahulu digunakan

untuk pewarna tekstil, makanan,dan kosmetik,sampai sekarang umumnya

penggunaannya dianggap lebih aman dari pada zat warna sintetis. Keuntungan

zat warna alami dibanding dengan zat warna sintetis adalah zat warna alami

lebih ramah lingkungan karena tidak beracun dan tidak mencemari lingkungan.

Zat warna alam pada umunya diperoleh dari tumbuhan antara lain kunyit

warna akan menjamur dan membusuk.

Untuk menanggulangi masalah tersebut dalam penyimpanan zat warna alami

yang biasanya disimpan dalam bentuk cair zat warna alami dapat disimpan

dalam bentuk serbuk. Pembuatan serbuk zat warna alami dengan cara

(12)

commit to user

Tugas Akhir Pembuatan Alat Spray Dryer untuk Zat Warna Alami Tipe Kontinyu Searah Dengan Menggunakan Udara Panas

2

mengeringkan ekstrak zat warna alami dengan salah satu alat pengering yaitu

spray dryer.

Spray dryer adalah jenis alat pengering yang menggunakan metode

penghamburan larutan suspensi atau pasta yang dikontakkan dengan udara

pengering secara langsung.

B. PERUMUSAN MASALAH

Spray dryer dapat digunakan untuk membuat serbuk dari berbagai macam

ekstrak zat warna alam, misalnya ekstrak kayu mahoni, biji kesumba, kayu

secang, dan lain-lain. Pada pembuatan alat spray dryer ini bahan yang digunakan

adalah stainless steel dan sebagai sampel adalah ekstrak dari kayu mahoni.

Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, maka permasalahan dapat

dirumuskan sebagai berikut :

1. Bagaimana pembuatan alat pengering zat warna alami (spray dryer) tipe

kontinyu searah dengan menggunakan pemanas udara, dengan pemasukan

dan pengeluaran secara kontinyu.

2. Bagaimana unjuk kerja spray dryer yang diperoleh untuk menghasilkan

serbuk zat warna alami dan hasil pengaplikasianya pada kain.

C. TUJUAN

Tujuan tugas akhir ini adalah :

1. Membuat alat pengering zat warna alami (spray dryer) tipe kontinyu

searah dengan menggunakan pemanas udara, dengan pemasukan dan

pengeluaran secara kontinyu.

2. Menghasilkan serbuk zat warna alami dan aplikasinya.

(13)

commit to user

3

D. MANFAAT

Pembuatan rangkaian alat ini diharapkan dapat memperoleh manfaat sebagai

berikut :

1. Mahasiswa dapat menambah wawasan dan keterampilan dalam

mengaplikasikan disiplin ilmu Teknik Kimia yang didapat terutama

tentang proses pengeringan pada alat spray dryer.

2. Masyarakat dapat memanfaatkan serbuk zat warna alam yang telah

dihasilkan.

(14)

commit to user

BAB II

LANDASAN TEORI

A. TINJAUAN PUSTAKA

A.1 Pengertian Pengeringan

Pengeringan adalah pengambilan cairan dari suatu bahan padatan yang

lembab dengan cara menguapkan cairan tersebut dan membuang uap yang

terbentuk. Karena memerlukan panas, proses ini disebut pengeringan termal.

Setiap pengeringan termal ditandai oleh adanya perpindahan panas dan

massa yang berlangsung bersamaan (Bernasconi,dkk., 1995).

A.2 Perpindahan Panas Pada Pengeringan

Kuantitas panas yang diperlukan untuk pengeringan terdiri atas :

- Panas untuk memanaskan bahan yang dikeringkan hingga mencapai suhu

pengeringan.

- Panas penguapan untuk mengubah cairan ke fase uap.

- Panas yang hilang ke lingkungan.

Panas diberikan pada bahan yang akan dikeringkan dengan konduksi,

konveksi atau radiasi. Pertukaran panas dapat terjadi secara langsung atau

tidak langsung. Media pemanas yang digunakan antara lain udara dan steam.

a. Pengeringan Konveksi

Panas yang diperlukan dipindahkan secara langsung ke bahan yang

akan dikeringkan oleh suatu gas panas (biasanya udara). Dalam hal ini

bahan yang akan dikeringkan dapat dikontakkan dengan udara panas

menurut cara yang berbeda-beda misalnya fluidisasi dan penghamburan

(spray).

Suatu pertukaran panas yang baik dapat tercapai, bila antar udara

panas dan bahan yang dikeringkan terdapat selisih kecepatan yang besar.

Udara panas tidak hanya digunakan untuk memanaskan bahan basah,

tetapi juga untuk menyerap dan mengeluarkan uap yang terjadi. Oleh

(15)

commit to user

karena itu pada saat memasuki alat pengering, udara harus sekering

mungkin (daya serap udara terhadap uap jenuh lebih besar pada suhu

yang lebih tinggi). Selama berlangsungnya proses pengeringan, udara

panas berubah menjadi dingin (panas diberikan pada bahan yang

dikeringkan).

b. Pengeringan Konduksi

Panas yang dibutuhkan diberikan kepada bahan dengan

penghantaran panas tak langsung. Dalam hal ini bahan yang dikeringkan

diletakkan pada permukaan yang telah dipanasi (misalnya dalam drum

dryer, lemari pengering vakum) atau dilewatkan melalui permukaan

serupa itu satu kali ataupun berulang-ulang (misalnya dalam alat disk

dryer, alat pengering kerucut ganda, alat pengering serok).

Pengeringan konduksi sesuai untuk pasta-pasta, untuk bahan yang

berbentuk granular atau yang berupa cairan dengan viskositas yang

rendah. Pengeringan kontak biasanya dilakukan dalam kondisi vakum.

Pada tekanan yang rendah, titik didih cairan menjadi turun, sehingga

bahan-bahan yang peka terhadap suhu, yang mudah terbakar atau yang

mudah terdegradasi juga dapat dikerjakan.

c. Pengeringan Radiasi

Panas yang diperlukan dipindahkan secara langsung sebagai radiasi

inframerah dari suatu sumber panas ke bahan yang akan dikeringkan.

Untuk memindahkan kuantitas panas yang besar temperatur radiasi harus

tinggi (400-2000oC), dengan suhu tersebut waktu pengeringan dapat

menjadi singkat (Bernasconi, dkk., 1995).

A.3. Teori Pengeringan Fase Cair

Pada pengeringan fase cair ini bahan yang akan dikeringkan

dihamburkan dengan menggunakan nozzle. Nozzle merupakan alat hambur

(16)

commit to user

suspensi atau pasta yang sehomogen mungkin. Nozzle digunakan untuk

mengubah fase kontinyu menjadi discret, dari bentuk cairan menjadi

potongan-potongan cairan (padatan) atau kabut.

a. Nozzle Bertekanan

Atomisasi nozzle bertekanan yaitu dengan menekan cairan di bawah

tekanan yang tinggi dan dengan putaran pipa kecil yang terus menerus.

Tekanan antara 2700-6900 kpa/m2, tergantung pada derajat atomisasi,

kapasitas dan peralatan. Diameter pipa nozzle mempunyai ukuran antara

0,25-0,4 mm tergantung pada tekanan yang diinginkan untuk memberikan

kapasitas dan derajat yang diinginkan.

b. Nozzle Dua Aliran

Nozzle dua aliran tidak beroperasi secara efisien sehingga tidak dapat

digunakan untuk aliran dengan kapasitas besar. Keuntungan dari nozzle dua

aliran mampu beroperasi pada tekanan yang relatif rendah yaitu antara

0-400 kpa/m2, selama mengatomisasi cairan tekanannya tidak lebih dari 700

kpa/m2. Cairan diatomisasi dalam bentuk steam atau udara.

c. Nozzle Cakram Sentrifugal

Nozzle cakram sentrifugal mengatomisasi cairan dengan

memperluasnya dalam lembaran tipis dengan kecepatan yang tinggi dari

sekeliling cakram. Diameter cakram berkisar antara 5 cm dalam skala kecil

sampai 35 cm untuk pengering tanaman. Kecepatan putaran cakram antara

3.000-50.000 rad/menit. Keuntungan dari atomisasi cakram sentrifugal

adalah mampu mengatomisasi suspensi atau campuran yang mengkikis dan

menyumbat nozzle (Perry, 1999).

(17)

commit to user

A.4. Alat Pengeringan

A.4.1. Kriteria Pemilihan Alat Pengering

Disamping pertimbangan ekonomi, pemilihan alat pengering juga

ditentukan oleh faktor-faktor berikut :

- Kondisi bahan yang dikeringkan (bahan padat alat pengering juga pasta,

suspensi).

- Sifat-sifat bahan yang dikeringkan (misalnya apakah menimbulkan bahaya

kebakaran, ketahanan panas, bersifat oksidasi).

- Jenis cairan yang terkandung dalam bahan yang dikeringkan (air, pelarut

organik, bahan mudah terbakar, korosif , beracun).

- Kuantitas bahan yang dikeringkan.

- Operasi kontinyu atau tidak kontinyu (Bernasconi, dkk., 1995).

A.4.2. Jenis Alat Pengering

1. Tray Dryer (alat pengering rak)

Alat pengering berbentuk persegi dan didalamnya berisi rak-rak yang

digunakan sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan. Udara pengering

dihasilkan dari blower yang dihembuskan melewati heater untuk memanaskan

udara yang selanjutnya dialirkan menuju rak-rak yang didalamnya berisi bahan

yang akan dikeringkan.Tray dryer cocok digunakan untuk bahan yang

berbentuk padat dan butiran. Alat ini sering digunakan untuk produk yang

jumlahnya tidak terlalu besar. Lama pengeringan dengan tray dryer selama

10-60 menit.

(18)

commit to user

Gambar II. 1 Tray dryer

2. Rotary Dryer

Pengering kontak langsung yang beroperasi secara kontinyu,

terdiri atas silinder yang berputar perlahan, biasanya dimiringkan beberapa

derajat dari bidang horizontal untuk membantu perpindahan umpan basah

yang dimasukkan pada atas ujung drum. Bahan yang akan dikeringkan

umumnya diumpankan dari bagian atas silinder dan bahan yang kering

menuju ke bagian bawah silinder. Rotary dryer umumnya digunakan untuk

bahan padat dan butiran.

Gambar II. 2 Rotary dryer

(19)

commit to user

3. Spray Dryer

Padatan dan cairan yang dipompakan dihamburkan ke dalam media

pengering. Area spesifik yang luas dari partikel kecil mengikuti aliran larutan

untuk dipekatkan dengan cepat, kemudian berubah menjadi serbuk. Produk

kering dan udara pengering dihilangkan pada bagian bawah menara pengering

an produk dipisahkan di dalam siklon pemisah. Spray dryer digunakan untuk

mengeringkan bahan jenis larutan, suspensi dan pasta (Brown, 1955).

Gambar II. 3 spray dryer

A.6. Zat Warna Alami

Zat warna alami adalah zat warna yang diperoleh dari alam atau

tumbuhan baik secara langsung maupun tidak langsung. Secara tradisional

zat warna alami diperoleh dengan ekstraksi atau perebusan tanaman yang

ada disekitarnya. Bagian-bagian tanaman yang dapat digunakan untuk zat

warna alami antara lain kulit, ranting, daun, akar,bunga,biji, atau getah. Zat

warna alami mempunyai efek warna yang indah dan khas, sehingga masih

banyak orang yang menyukainya dan merupakan pendukung produk-produk

eksklusif dan bernilai seni tinggi, namun pewarnaan ini melalui proses yang

(20)

commit to user

Beberapa contoh zat warna alami yang biasa digunakan untuk

mewarnai makanan (Nur Hidayat dan Elfi Anis, 2006), yaitu :

 KAROTEN, menghasilkan warna jingga sampai merah. Biasanya

digunakan untuk mewarnai produk-produk minyak dan lemak seperti

minyak goreng dan margarin. Dapat diperoleh dari wortel dan pepaya.  BIKSIN, memberikan warna kuning seperti mentega. Biksin diperoleh

dari biji pohon Bixa orellana yang terdapat di daerah tropis dan sering

digunakan untuk mewarnai mentega, margarin, minyak jagung dan salad

dressing.

 KARAMEL, berwarna coklat gelap dan merupakan hasil dari hidrolisis (pemecahan) karbohidrat, gula pasir, laktosa dan sirup malt. Karamel

terdiri dari 3 jenis, yaitu karamel tahan asam yang sering digunakan untuk

minuman berkarbonat, karamel cair untuk roti dan biskuit, serta karamel

kering. Selain sebagai pemanis, gula kelapa juga membrikan warna merah

kecoklatan pada minuman.

 KLOROFIL, menghasilkan warna hijau,diperoleh dari daun-daunan.

Penggunaan paling banyak pada makanan. Pigmen klorofil banyak

terdapat pada daun-daunan, misanya daun suji dan daun pandan. Selain

sebagai penghasil warna hijau juga memiliki harum yang khas.

 ANTOSIANIN, penghasil warna merah, orange,ungu dan biru. Banyak

terdapat pada bunga dan buah-buahan seperti bunga mawar, pacar air,

kembang sepatu,bunga kana, krisan dan buah apel,ceri,anggur, strawberri.

 KURKUMIN, berasal dari kunyit sebagai salah satu bumbu dapur

sekaligus pemberi warna kuning.

Zat warna alami yang umumnya digunakan untuk pewarna batik

antara lain :

1. Kayu Mahoni (Swietenia mahogani).

(21)

commit to user

Pohon mahoni selama ini dikenal sebagai penyejuk jalanan atau sebagai

bahan untuk membuat segala bentuk furniture. Berdasarkan penelitian di

laboratorium,pohon mahoni (Swietenia mahogany),termasuk pohon yang

bisa mengurangi polusi udara sekitar 47-69%.

Mahoni merupakan tanaman yang berasal dari Hindia barat dan

Afrika, dapat tumbuh subur bila tumbuh dipasir payau dekat dengan pantai.

Mahoni dikelompokkan menjadi dua, mahoni berdaun kecil (Switenia

mahogany Jacq.) dan mahoni berdaun besar (Swietenia macrophylla King).

Keduanya termasuk kedalam keluarga Meliaceae. Sifat ekologis yang

sangat penting untuk membedakan Switenia mahogani dari Swietenia

macrophylla yaitu kemampuan tumbuh didaerah kering. Jenis ini secara

alami dijumpai pada iklim dengan curah hujan tahunan 580-800 mm.

Pohon mahoni selalu hijau sampai semi hijau, tinggi mencapai 30-35

m. Penyebarannya dengan biji, setelah umurnya antara 7-8 tahun mahoni

sudah mulai berbunga. Kulit abu-abu dan halus ketika masih muda,berubah

menjadi coklat tua, membumbung (beralur) dan mengelupas setelah tua.

Daun bertandan,licin,tidak berbulu,panjang 12-15 cm majemuk menyirip

dengan 2-4 pasang daun. Daun bulat telur,ujung lancip,panjang 5-6 cm,

lebar 2-3 cm hijau tua ,licin ,tidak berbulu. Bunga berkelamin tunggal, kecil,

putih, panjang 8-15 cm malai ramping. Benih berwarna coklat yang

panjangnya 4-5 cm. Kotiledon berada pada dua pertiga panjang sisi benih.

coklat yang panjangnya 4-5 cm. Kotiledon berada pada dua pertiga panjang

sisi benih.

(22)

commit to user

Gambar II.4 Pohon Mahoni

Sistematika Tumbuhan Mahoni

Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan mahoni diklasifikasikan sebagai berikut,

Kingdom : Plantae

Batang : Tegak, berkayu, ujung cabang berbulu, putih kotor.

Daun : Majemuk, menyirip genap, bulat telur, ujung dan pangkal

runcing,tepi rata,panjang 3-15 cm, masih muda merah setelah

tua menjadi hijau

Bunga : Majemuk, dalam karangan, di ketiak daun, ibu tangkai bunga

silindris,kuning kecoklatan, benang sari melekat pada

mahkota, kepala sari putih, kuning kecoklatan.

(23)

commit to user

Buah : Kotak, bulat telur, berlekuk lima, coklat

Biji : Pipih, hitam atau coklat

Akar : Tunggang, coklat

2.Kulit Soga Jambal (Pelthophorum Ferruginum)

Soga (Peltophorum pterocarpum) adalah nama pohon penghasil bahan

pewarna batik yang penting. Tumbuhan ini termasuk ke dalam suku

polong-polongan (Fabaceae, atau Leguminosae). Soga hidup di lingkungan tropis dengan

1–3 bulan kering (kemarau) di hutan hujan atau vegetasi pantai dengan musim

kemarau yang jelas, atau di lingkungan sabana berpohon, dengan kisaran curah

hujan antara 1.500–4.500 mm pertahun. Soga juga dapat tumbuh hingga

ketinggian 1.600 m.Secara alami menyebar luas mulai dari Srilanka, Asia

Tenggara, Kepulauan Nusantara, hingga ke Papua Nugini. Dalam agroforestri,

soga ditanam sebagai pohon peneduh, penahan angin, pengikat nitrogen, serta

sebagai pupuk hijau. Soga juga ditanam sebagai tanaman pengisi di hutan-hutan

tanaman jati dan mahoni. Di samping itu, daun-daunnya bisa dimanfaatkan sebagai

pakan ternak dan bunga-bunganya di India menghasilkan serbuk sari untuk

budidaya lebah.

melekuk atau meruncing kecil, pangkalnya sangat tak simetris; agak seperti kertas,

sisi bawah atau kedua-dua permukaan berambut amat halus.Perbungaan bentuk

malai terminal, tegak, besar, hingga 18 inci; dengan sumbu berambut beledu

cokelat kemerahan, dan daun pelindung yang lekas gugur. Diameter kuntum bunga

(24)

commit to user

pangkalnya; benangsari kuning belerang dengan serbuksari berwarna jingga. Buah

polong cokelat merah keunguan, 2,5–5,5 × 1 inci, berisi 1–5 biji

Gambar II.5 Pohon Soga Jambal

Sistematika Tumbuhan Sogo Jambal

Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan Sogo Jambal diklasifikasikan sebagai

berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Magnoliophyta

Sub divisi : Fabales

Kelas : Magnoliopsida

Bangsa : Fabaceae

Suku : Caesalpinioideae

Marga : Peltophorum

Jenis : P. pterocarpum

Nama umum/dagang : Soga Jambal

Habitus : Pohon, tahunan, tinggi 30-50 m

(25)

commit to user

Daun: Menyirip berganda, 6–16 inci panjangnya, dengan 5–11 pasang sirip;

daun penumpu kecil bentuk garis, lekas tanggal. Anak daun 9–20

pasang pada sirip yang tengah; lonjong, 0,5–0,7 × 0,3 inci, ujungnya

melekuk atau meruncing kecil, pangkalnya sangat tak simetris; agak

seperti kertas, sisi bawah atau kedua-dua permukaan berambut amat

halus.

Bunga :Perbungaan bentuk malai terminal, tegak, besar, hingga 18 inci

dengan sumbu berambut beledu cokelat kemerahan, dan daun

pelindung yang lekas gugur. Diameter kuntum bunga sekitar 1,5 inci

mahkota kuning menggelombang, berambut cokelat di pangkalnya

benangsari kuning belerang dengan serbuksari berwarna jingga. Buah

polong cokelat merah keunguan, 2,5–5,5 × 1 inci, berisi 1–5 biji.

3. Pohon Tegeran

Tegeran adalah tumbuhan dengan panjang batang dapat mencapai 10 m,

menggantung pada tumbuhan lain tapi tidak merambat. Permukaan batang kasar

dan berduri. Percabangan tidak teratur, menggantung, melingkar pada tumbuhan

lain atau pada tumbuhannya sendiri, merupakan semak-semak yang berduri. Daun

tunggal letaknya di atas duri-duri dari cabang. Helaian daun bundar telur sampai

bundar telur terbalik, ujung tumpul, pangkal runcing, tepi rata. Bunga tunggal

kecil terdapat di ketiak daun atau di ujung batang, buah berbentuk buah batu.

Soga tegeran tumbuh di hutan-hutan dataran rendah tropika pada ketinggian ±

100 m dpl. Tumbuhan ini terdapat di Jawa (Barat, Tengah, Timur), Madura, di

hutan-hutan Kalimantan dan Sulawesi. Kayu tengeran menghasilkan warna kuning

yang bisa digunakan sebagai pewarna alami.

(26)

commit to user

Gambar II.6 Pohon Tegeran

Sistematika Tumbuhan Sogo Jambal

Sistematika tumbuhan tengeran.

Dalam sistematika ( taksonomi ) tmbuhan tengaran diklasifikasikan sebagai berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Magnoliophyta

Sub divisi : Fabales

Kelas : Magnoliopsida

Bangsa : Fabaceae

Suku : Caesalpinioideae

Family : Moraceae

Jenis : Cudrania

Species : javanensis

(27)

commit to user

B.KERANGKA PEMIKIRAN

Alat ini menggunakan tangki berbentuk silinder yang terbuat dari stainless

steel. Tangki ini digunakan sebagai tempat pengeringan. Alat ini terdiri dari valve

yang digunakan untuk mengatur keluar aliran larutan yang dikabutkan atau

dihamburkan oleh nozzle, termometer, penyedia udara panas untuk mengeringkan

ekstrak zat warna dan komponen yang digunakan untuk menekan ekstrak zat warna

agar dapat dikabutkan

Studi literatur/ pustaka tentang spray dryer

Studi literatur tentang spray dryer yang dirancang oleh angkatan 2007

Merancang pembuatan alat spray dryer

Fabrikasi peralatan yang dibutuhkan untuk menyempurnakan alat spray dryer

Menguji kerja spray dryer tipe kontinyu searah

Mengaplikasikan serbuk yang dihasilkan

Menyusun laporan

(28)

commit to user

BAB III

METODE PEMBUATAN DAN PENGUJIAN

A. Bahan yang digunakan adalah sebagai berkut :

a. Bahan Utama

1. Plat Galvanis

2. Aluminium

3. Seng

4. Bahan baku ekstrak zat warna

5. Selang benang

B. Lokasi

Pembuatan alat spray dryer berupa menara pengering dan cyclone dikerjakan oleh

bengkel mesin Somin yang beralamatkan di Pucang Sawit, Surakarta. Tempat yang

digunakan untuk pelaksanaan kegiatan penyempurnaan dan pengujian alat dilakukan

di Laboratorium Aplikasi Teknik Kimia.

C. Spesifikasi Alat

1. Nozzle

Fungsi : menyemprotkan larutan umpan menjadi partikel-partikel kecil.

2. Heater

Daya : 350 watt

Fungsi : Sumber panas

3. Hair dryer

Daya :350 watt

Fungsi : meniup udara panas

4. Cyclone

Fungsi : memisahkan partikel padatan dengan uap pembawanya

(29)

commit to user

5. Tangki pengering

Fungsi: sebagai tempat pengeringan

D. Cara kerja

1. Mengekstraksi Zat Warna

a. Menimbang kulit kayu mahoni sebanyak 500 gram kemudian

menambahkan 5 liter air.

b. Mengekstrak kulit mahoni dengan menggunakan alat ekstraktor zat warna

sambil dilakukan pengadukan dengan pengaduk tipe paddle.

c. Pengekstrakan dilakukan selama 1 jam hingga larutan menjadi lebih pekat.

d. Memisahkan padatan dengan ekstrak dengan cara penyaringan.

2. Menentukan kadar padatan

a. Menimbang sampel hasil pemekatan zat warna sebanyak 10 ml dan

memasukkan ke dalam cawan.

b. Memasukkan cawan ke dalam oven.

c. Mengatur suhu oven sekitar 90oC

d. Mengoven selama 30 menit sekali.

e. Memasukkan hasil oven kedalam desikator selama 5 menit kemudian

menimbang dan mencatat perubahan massa ekstrak zat warna.

f. Memasukkan kembali cawan ke dalam oven

g. Mengulangi cara kerja diatas hingga berat zat warna konstan.

3. Cara pengoperasian alat spray dryer

a. Merangkai alat dan menyiapkan hasil ekstrak .

b. Memasukkan ekstrak zat warna sebanyak 1 liter ke dalam tangki

pengkabut, kemudian tangki diberi udara tekan yang berasal dari

kompresor hingga tekanannya menjadi 0,4 mPa.

c. Menyalakan elemen pemanas dan hair dryer untuk menaikkan suhu udara

pemanas dalam menara pengering.

(30)

commit to user

d. Menyalakan rangakian pemanas namun tidak mengalirkan ekstrak zat

warna karena diperlukan suhu yang tinggi dan konstan sebelum dilakukan

proses pengeringan.

e. Mengatur kran atau bukaan kran pada tangki pengkabut agar kabut larutan

dapat menyemprot dengan efisien sehingga diperoleh serbuk yang

berkualitas baik dan tidak hangus.

4. Menentuka efisiensi alat

a. Menghitung panas yang diserap untuk menguapkan air pada bahan.

b. Menghitung panas yang dilepaskan udara pemanas.

Efisiensi alat = ��

�� × 100%

(31)

commit to user

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1Hasil

4.1.1 Rangkaian alat overall

Gambar IV.1 Rangkaian Alat Spray Dryer

Keterangan gambar :

1. Kompresor udara 6. Nozzle (alat penghambur|)

2. Tangki pengkabut 7. Tangki pengering

3. Kaleng pemanas 8. Cyclone

4. Elemen pemanas

5. Dryer

(32)

commit to user

4.1.2 Tangki Pengering

Tinggi : 60 cm

Diameter : 30 cm

Tebal : 0,1 cm

Gambar IV.2. Tangki Pengering

(33)

commit to user

4.1.3 Cyclone

Tinggi : 40 cm

Diameter : 10 cm

Tebal : 0,1 cm

Diameter pipa masuk : 5 cm

Gambar IV.3 Cyclone

(34)

commit to user

4.1.4 Data Percobaan

Tabel IV.1 Hasil pembuatan serbuk dari ekstrak Mahoni

Proses

Tabel IV.2 Hasil pembuatan serbuk dari ekstrak teger

Proses

Tabel IV.3 Hasil pembuatan serbuk dari ekstrak jambal

Proses

4..4.2 Hasil aplikasi serbuk zat warna pada kain batik

Gambar IV.4 serbuk mahoni

(35)

commit to user

Gambar IV.5 serbuk teger

Gambar IV.6 serbuk jambal

Hasil dari pencelupan kain batik

Gambar IV.7 Aplikasi zat warna dari kayu mahoni

(36)

commit to user

Gambar IV.8 Aplikasi Zat warna dari kayu teger

Gambar IV.9 Aplikasi zat warna dari kayu jambal

4.1.5 Hasil percobaan

Kapasitas total tangki pengering : 50 Liter

Diameter tangki : 30 cm

Tebal bahan : 0,1 cm

% padatan bahan baku : 0,82 %

% kehilangan padatan : 13,45 %

Kecepatan laju alir udara panas : 10174 ml/detik

Panas yang diserap : 68,65 cal/detik

Panas yang dilepaskan : 131,65 cal/detik

Efisiensi alat : 52,15%

Jumlah serbuk yang diperoleh : 3,28 g/500ml

(37)

commit to user

4.2Pembahasan

Pengeringan ekstrak zat warna dari kayu mahoni dilakukan dengan

menggunakan alat spray dryer. Ekstrak zat warna diperoleh dengan merebus

bahan dengan menggunakan pelarut air. Perebusan dilakukan selam 1 jam.

Setelah itu disaring untuk memisahkan padatan dengan ekstrak zat warna. Hasil

ekstrak yang sudah disaring lalu dimasukkan ke tangki ekstrak untuk selanjutnya

dikabutkan di tangki pengering. Spray dryer tersebut menggunakan udara panas

untuk mengeringkan ekstrak zat warna menjadi serbuk. Udara panas yang

dihasilkan oleh elemen pemanas dihisap oleh hair dryer untuk dipanaskan lebih

lanjut sehingga diperoleh udara panas dengan suhu tinggi yang selanjutnya

dihamburkan ke dalam tangki dryer. Dari hasil pengeringan dengan spray dryer

didapatkan serbuk kulit kayu mahoni sebesar 3,28 gram, serbuk kayu tegeran

sebesar 2,74 gram, dan serbuk kulit kayu jambal sebesar 2,05 gram. Dari hasil

percobaan diperoleh efisiensi alat sebesar 52,15 %. Udara panas sebagian hilang

ke lingkungan (terbawa oleh udara panas yang keluar dari siklon dan ke dinding

tangki pengering). Dari hasil pengeringan ekstrak zat warna kayu mahoni dengan

menggunakan pelarut air didapatkan zat warna cokelat berbentuk serbuk.

Pengujian ekstrak zat warna pada kain tekstil dilakukan dengan cara melarutkan

serbuk zat warna dengn air. Perbandingan campuran berat antara serbuk zat

warna dengan air adalah 1:30, 1:50,dan 1:70. Pada perbandingan campuran berat

diatas yang paling baik adalah 1:50. Karena warna yang dhasilkan pada

perbandingan 1:50 tidak terlalu tua dan tidak terlalu muda. Sehingga dari segi

ekonomi dan hasil lebih baik daripada perbandingan 1:30 dan 1:70. Dan

selanjutnya kain yang sudah dimordanting ( pori-pori kain dilebarkan)

dicelupkan ke dalam larutan zat warna pada masing-masing konsentrasi.

Pencelupan dilakukan sebanyak 2x pada masing-masing konsentrasi kemudian

dikeringkan. Setelah kering kain difiksasi dengan larutan kapur, tunjung (FeSO4)

dan tawas. Tujuan dari fiksasi adalah mengunci warna pada kain sehingga warna

(38)

commit to user

didapat karakterisktik hasil yang berbeda, yaitu tunjung cenderung membuat

warna pada kain menjadi lebih gelap, tawas cenderung memudarkan warna pada

kain, dan kapur yang cenderung mempertahankan warna awal kain sebelum

dilakukan proses fiksasi.

(39)

commit to user

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari percobaan capat diambil kesimpulan antara lain :

1. Spray dryer yang dirancang telah berhasil membuat serbuk pewarna alami

dari zat warna alami.

2. Hasil serbuk yang didapat dari 500 ml ekstrak adalah:  Hasil serbuk dari ekstrak mahoni sebesar 3,28 gram.  Hasil serbuk dari ekstrak tegeran sebesar 2,74 gram  Hasil serbuk dari ekstrak jambal sebesar 2,05 gram.

3. Dari percobaan yang telah dilakukan didapat hasil yang paling banyak adalah

pada ekstrak mahoni yaitu sebesar 3,28 gram

4. Ada 3 macam proses fiksasi yang dilakukan yaitu dengan menggunakan

tunjung (FeSO4), tawas (Al2(SO4)3), kapur (CaCO3).

5. Dari ketiga macam fiksasi tersebut didapat hasil dengan karakteristik yang

berbeda, yaitu:

- Tunjung merubah warna pada kain menjadi lebih gelap

- Tawas merubah warna pada kain menjadi lebih muda

- Kapur mempertahankan warna pada kain.

6. Dari hasil pencelupan dengan menggunakan perbandingan serbuk dan air

sebesar 1:30, 1:50, dan 1:70 didapat hasil terbaik pada pencelupan dengan

perbandingan 1:50 dengan hasil warna yang tidak terlalu muda dan tidak

terlalu tua

(40)

commit to user

B. Saran

1. Sebaiknya pemanas menggunakan burner yang menggunakan api sebagai

sumber panas agar suhu yang dihasilkan dari alat pemanas dapat maksimal

dan proses pengeringan dapat lebih efektif.

2. Sebaiknya ditambahkan satu siklon pemisah lagi agar debu serbuk dapat

dipsahkan kembali sehingga hasil pengeringan dapat maksimal.