Paper Praktikum Satuan Operasi
Hari/Tgl: Jum’at/ 20 April 2012
Jam
: 14.30 WIB
Asisten :
DESTILASI
OLEH :
Muhammad udai
0805106010055
LABORATORIUM TEKNIK PASCA PANEN
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
DARUSSALAM - BANDA ACEH
2012
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara
pengekspor minyak atsiri, seperti minyak nilam, sereh wangi yang dikenal
sebagai Java cittronellal oil, akar wangi, pala, kenanga, daun cengkeh,
dan cendana. Beberapa daerah produksi minyak atsiri adalah daerah Jawa Barat
(sereh wangi, akar wangi, daun cengkeh, pala), Jawa Timur (kenanga, daun cengkeh),
Jawa Tengah (daun cengkeh, nilam), Bengkulu (nilam), Aceh (nilam, pala), Nias,
Tapanuli, dan Sumatera Barat.
Salah satu teknik untuk mengekstrak minyak
atsiri adalah dengan proses destilasi. Destilasi adalah pemisahan suatu zat cair atau padat yang terdapat dalam
dua atau lebih campuran, berdasarkan perbedaan titik didihnya. Peralatan
destilasi dibagi dua yaitu destilasi kering dan destilasi basah. Destilasi yang
dilakukan dalam percobaan ini adalah untuk memisahkan minyak yang terkandung
didalam bahan berdasarkan perbedaan titik didihnya.
Beberapa tujuan ekstraksi dan destilasi pada umumnya adalah untuk mengambil
sebagian atau seluruh zat tertentu yang ada dalam bahan tanaman adalah untuk
memudahkan dalam pengaturan bentuk sediaan, dosis atau takaran yang tepat,
mudah dalam penyimpanan, praktis dalam penayajian dan menjaga keawetan bahan
tersebut untuk jangka waktu yang lebih lama dibandingkan dengan disimpan dalam
bentuk bahan mentah.
Destilasi sederhana,
prinsipnya memisahkan dua atau lebih komponen cairan berdasarkan perbedaan
titik didih yang jauh berbeda. Lalu destilasi fraksionisasi (bertingkat), sama
prinsipnya dengan disederhanakan, hanya destilasi bertingakat ini memiliki
rangkaian kondensor yang lebih baik, sehingga mampu memisahkan dua komponen
yang mampu memiliki perbedaan titik didih yang berdekatan (Earle, 1982).
Minyak atsiri merupakan minyak
yang mudah menguap dan banyak digunakan dalam industri sebagai pemberi aroma
dan rasa. Nilai jual dari minyak atsiri sangat ditentukan oleh kualitas minyak
dan kadar komponen utamanya. Minyak atsiri di Indonesia sebagian besar masih
diusahakan oleh masyarakat awam, sehingga minyak yang dihasilkan tidak memenuhi
persyaratan mutu yang ditetapkan. Kualitas atau mutu minyak atsiri ditentukan
oleh karakteristik alamiah dari masing-masing minyak tersebut dan bahan-bahan
asing yang tercampur di dalamnya (Suharto,
1991).
Pemurnian
merupakan suatu proses untuk meningkatkan kualitas suatu bahan agar mempunyai
nilai jual yang lebih tinggi. Beberapa metode pemurnian yang dikenal adalah
secara kimia ataupun fisika. Pemurnian secara fisika memerlukan peralatan penunjang
yang cukup spesifik, akan tetapi minyak yang dihasilkan lebih baik, karena warnanya
lebih jernih dan komponen utamanya menjadi lebih tinggi. Untuk metode pemurnian
kimiawi bisa dilakukan dengan menggunakan peralatan yang sederhana dan hanya
memerlukan pencampuran dengan adsorben atau senyawa pengomplek tertentu (Kanoni,
1999).
Beberapa tujuan ekstraksi dan
destilasi pada umumnya adalah untuk mengambil sebagian atau seluruh zat
tertentu yang ada dalam bahan tanaman adalah untuk memudahkan dalam pengaturan
bentuk sediaan, dosis atau takaran yang tepat, mudah dalam penyimpanan, praktis
dalam penyajian dan menjaga keawetan bahan tersebut untuk jangka waktu yang
lebih lama dibandingkan dengan disimpan dalam bentuk bahan mentah (Stumbo,
1949).
Destilasi dilakukan dalam praktek menurut salah satu
dari dua metode utama. Metode pertama didasarkan atas pembuatan uap dengan
mendidihkan campuran zat cair yang akan dipisahkan dan pengembunan (kondensasi)
uap tanpa ada zat cair yang kembali ke dalam bejana didih. Jadi tidak ada
refluks. Metode kedua didasarkan atas pengembalian sebagian dari kondensat ke
bejana didih dalam suatu kondisi tertentu sehingga zat cair yang dikembalikan
itu mengalami kontak akrab dengan uap yang mengalir ke atas menuju kondensor.
Minyak atsiri merupakan minyak berbau khas yang
dihasilkan tanaman atau hewan, terdiri dari campuran berbagai senyawa kimia
yang termasuk golongan hidrokarbon. Sifat fisiko kimia dan mutu dari
masing-masing jenis minyak tersebut merupakan resultan dari campuran senyawa-senyawa
penyusunnya.
Ada tiga proses penyulingan yaitu penyulingan dengan
ari, penyulingan dengan air dan uap, dan penyulingan dengan uap. Praktikum ini
melakukan destilasi dengan menggunakan uap dan air dalam suatu alat yang telah
terancang secara otomatis.
Destilasi berarti memisahkan komponen-komponen yang
mudah menguap dari suatu campuran cair dengan cara menguapkannya, yang diikuti
dengan kondensasi uap, yang terbentuk dan menampung kondensat yang dihasilkan.
Uap yang dikeluarkan dari campuran itu disebut sebagai uap bebas, kondensat
yang jatuh sebagai destilat dan bagian cairan yang tidak menguap sebagai
residu. Peristiwa yang terjadi pada destilasi sederhan adalah:
-
Penguapan komponen yang mudah
menguap dari campuran (yang diisikan secara kontinu) dalam alat penguap).
-
Pengeluaran uap yang terbentuk
melalui sebuah pipa uap yang lebar dan kosong, tanpa perpindahan panas dan
massa yang disengaja atau dipaksakan, yang dapat menyebabkan kondensat mengalir
kembali ke alat penguap.
-
Bila perlu tetes-tetes air yang
sukar menguap yang ikut terbawa dalam uap dipisahkan dengan bantuan siklon dan
disalurkan kembali ke dalam alat penguap.
-
Kondensasi uap dalam sebuah
kondensor.
-
Pendingin lanjut dari distilat
panas dalam sebuah alat pendingin.
-
Penampungan distilat dalam
sebuah bejana (penampung).
-
Pengeluaran residu (secara
kontinu) dari alat penguap.
-
Pendingan lanjutan dari residu
yang dikeluarkan.
-
Penampungan residu dalam sebuah
bejana (Bernasconi, 1995).
Destilasi tumpak dengan hanya pemasakan sederhana saja
tidaklah akan memberikan pemisahan yang baik kecuali jika volatilitas-relatif
sangat tinggi. Dalam kebanyakan situasi, untuk memperbaiki unjuk kerja pemasak
tumpak, digunakan kolom rektifikasi dengan refluks. Jika kolom itu tidak
terlalu besar, kolom itu dapat dipasang di atas pemasak, atau bisa pula
dipasang terpisah, dengan pipa-pipa penghubung untuk arus uap dan arus zat
cair. Destilasi sistem tumpak. Pada instalasi kecil, hasil-hasil yang mudah
menguap dipulihkan dari larutan zat cair dengan destilasi sistem tumpak (batch
destilation). Campuran yang bersangkutan dimasukkan ke dalam pemasak atau
pendidih ulang. Kalor dimasukkan melalui gelungan atau melalui dinding bejana
untuk menaikkan suhu zat cair ke titik didihnya dan mendidihkan sebagian dari
tumpak itu. Dalam metode operasinya yang paling sederhana uap-hasil dibawa
langsung dari pemasak ke kondensor. Uap-hasil yang keluar dari pemasak selalu
berada dalam keseimbangan dengan zat cair yang terdapat di dalam pemasak,
tetapi karena uap itu lebih kaya akan komponen yang lebih mudah menguap,
komposisi uap maupun zat cair itu tidaklah konstant (Mc. Cabe, 1989).
Minyak atsiri yang baru diekstrak (masih segar) biasanya
tidak berwarna atau berwarna kekuning-kuningan dan beberapa jenis minyak
berwarna kemerah-merahan, hijau atau biru. Jika minyak dibiarkan lama di udara
dan kena cahaya matahari pada suhu kamar, maka minyak tersebut akan
mengabsorbsi oksigen udara sehingga menghasilkan warna minyak yang lebih gelap,
bau minyak berubah dari bau alaminya serta minyak menjadi kental dan akhirnya
membentuk resin. Minyak atsiri dapat menguap pada suhu kamar dan penguapan
semakin besar dengan kenaikan suhu, umumnya larut dalam alkohol dan pelarut
organik lainnya. Kurang larut dalam alkohol encer yang konsentrasinya kurang
dari 70 %. Daya larut tersebut lebih kecil jika minyak menandung fraksi terpene
dalam jumlah besar (Ketaren, 1985).
Cara yang ditempuh untuk memproduksi minyak kayu putih
bisa langsung menyuling daunnya saja atau dengan cara menyuling daun kayu putih
tersebut berukut ranting daunnya sepanjang lebih kurang 20 cm dari pucuk daun.
Apabila yang disuling itu berikut dengan ranting daunnya, sebaiknya menggunakan
perbandingan antara berat ranting terhadap berat daun sebesar 15 % karena
ranting daun hanya mengandung 0,1 % minyak. Mengingat kandungan minyak atsiri
di dalam ranting daun kayu putih relatif kecil dan sekaligus demi efisiensi
penyulingan, tentu akan lebih baik kalau yang disuling itu hanya daun-daunnya
saja. Dengan demikian jumlah duan kayu putih yan dapat disuling akan lebih
banyak (Luqman, 1994).
Sebagian besar minyak atsiri umumnya diperoleh dengan
cara penyulingan menggunakan uap atau disebut juga dengan cara hidrodestilasi.
Beberapa masalah praktis yang berkaitan dengan penyulingan minyak dari tanaman
penghasil minyak atsiri yang sangat penting bagi seseorang yang berkecimpung
dalam produksi minyak atsiri. Meskipun demikian, saat ini literatur yang
bersifat teknis, dalam bahasa Inggris tenyata sangat langka yaitu yang
berkaitan dengan data dan informasi yang bersifat praktis sebagai petunjuk yang
dapat dipercaya.
Minyak atisiri atau disebut juga minyak eteris adalah
minyak yang bersifat mudah menguap dengan komposisi dan titik didih yang
berbeda-beda. Setiap substansi yang dapat menguap memiliki titik didih dan
tekanan uap tertentu dan hal ini dipengaruhi oleh suhu. Pada umumnya tekanan
uap ini sangat rendah untuk persenyawaan yang memiliki titik didih sangat
tinggi. Penyulingan dapat didefinisikan sebagia “pemisahan” komponen-komponen
dari dua jenis cairan atau lebih berdasarkan perbedaan tekanan uap dari
masing-masing zat tersebut. Proses penyulingan dengan demikian merupakan proses
penting bagi produsen minyak atsiri. Secara umum ada dua macam sistem
penyulingan campuran cairan yang perlu dikemukakan:
1.
Penyulingan dari campuran
cairan yang saling tidak melarut yang selanjutnya membentuk dua fase. Pada
prakteknya penyulingan tersebut dilakukan untuk memurnikan dan memisahkan
minyak atsiri dengan cara penguapan dan proses penguapan tersebut juga dimaksud
untuk mengekstraksi minyak atsiri dari tanaman penghasil minyak atsiri dengan
bantuan uap air.
2.
Penyulingan dari campuran
cairan yang saling melarut secara sempurna dan hanya membentuk satu fase. Pada
prakteknya usaha tersebut dilakukan untuk memurnikan dan memisahkan
fraksi-fraksi (fractionation) minyak atsiri tanpa menggunakan uap panas
(S. Kataren, 1987).
Cara yang ditempuh untuk memproduksi minyak kayu putih
bisa langsung menyuling daunnya saja atau dengan cara menyuling daun kayu putih
tersebut berukut ranting daunnya sepanjang lebih kurang 20 cm dari pucuk daun.
Apabila yang disuling itu berikut dengan ranting daunnya, sebaiknya menggunakan
perbandingan antara berat ranting terhadap berat daun sebesar 15 % karena
ranting daun hanya mengandung 0,1 % minyak. Mengingat kandungan minyak atsiri
di dalam ranting daun kayu putih relatif kecil dan sekaligus demi efisiensi
penyulingan, tentu akan lebih baik kalau yang disuling itu hanya daun-daunnya
saja. Dengan demikian jumlah duan kayu putih yan dapat disuling akan lebih
banyak (Luqman, 1994).
Ketika proses penguapan berlangsung, bahan cair yang
tertinggal menjadi lebih pekat dan karena oleh peningkatan kepekatan ini, maka
suhu didih meningkat. Kenaikan suhu didih mengurangi penurunan suhu yang
diperkenankan apabila dianggap tidak ada perubahan pada sumber panas. Demikian
juga dengan kekentalan bahan cair akan meningkat, sering sangat tinggi dan ini
mempengaruhi perpuataran dan koefisien pindah panas kembali menjadi lebih
rendah daripada laju pendidihan.
Faktor dasar yang mempengaruhi laju penguapan:
1.
Laju panas pada waktu
dipindahkan ke bahan cair.
2.
Jumlah panas yang dibutuhkan
untuk menguap setiap pound air.
3.
Suhu maksimum yang
diperkenankan untuk bahan cair.
4.
Tekanan pada saat penguapan
terjadi.
5.
Perubahan lain yang mungkin
terjadi di dalam bahan selama proses penguapan berlangsung (Earle, 1985).
Pada ekstraksi suatu bahan padat yang larut,
penganggapan bahwa seluruh bahan yang larut dilarutkan dalam satu tahap, akan
mempengaruhi penyelesaian pemisahan yang dikehendaki. Akan tetapi adalah tidak
mungkin untuk memuahkan seluruh bahan cair dari bahan padat, oleh karena bahan
padat menahan sebagian larutan, dan kandungan bahan yang terlarut di dalam
larutan yang tertahan ini sangat menurun sesuai dengna tahap persentuhan (G.
Bernasconi, H. Gerster, 1995).
DAFTAR PUSTAKA
Earle, R.L., 1969. Satuan
Operasi Dalam Pengolahan Pangan. P.T. Sastra
Hudaya, Jakarta.
Kanoni, Sri, 1999. Handout
Viskositas TPHP. Universitas Gadjah Mada, Jogjakarta
Stumbo, G.R., 1949. Teknologi Pangan. P.T. Sastra
Hudaya, Jakarta
Suharto, 1991. Teknologi Pengawetan Pangan. PT.
Rineka Cipta, Jakarta
G. Bernasconi, H. Gerster, dkk.
(1995). Teknologi Kimia Bagian 2,
PT. Pradnya Paramita, Pusat Teknologi dan Informasi.
Ketaren, S. (1985). Pengantar Teknologi Minyak Atsiri,
Balai Pustaka, Jakarta
Khathir, Rita dan Ratna (2005). Penuntun Praktikum Satuan Operasi,
Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Unsyiah, Banda Aceh.
Mc. Cabe, L. Warren, dkk. (1989). Operasi Teknik Kimia, Jilid II,
Erlangga, Jakarta.
Tony Luqman & Yeyet Rahmayati
(1994). Produksi dan Perdagangan
Minyak Atsiri, Penebar Swadaya Anggota IKAPI.
Komentar