APLIKASI METODA OHMIC HEATING UNTUK EKSTRAKSI MINYAK LEMON
OLEH ELIH MULYANA
PROGRAM PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2002
ABSTRAK
ELlH MULYANA. Aplikasi Metoda Ohmic Heating Untuk Ekstraksi Minyak Lemon. Dibimbing oleh ATJENG M. SJARIEF dan EDY HARTULISTIYOSO. Limbah lemon yang tersedia dalam jumlah yang melimpah berpotensi untuk diproses lebih lanjut untuk menghasilkan minyak lemon. Limbah ini mempunyai kadar air 85,7% dan minyak atsiri yang didalamnya tersusun atas unsur C, H, 0 , N, S. Berdasarkan kandungan kimianya limbah ini merupakan penghantar listrik, sehingga dalam penelitian ini dikembangkan ekstrak minyak lemon dengan metoda ohmic heating. Tujuan penelitian ini adalah : menentukan karakteristik pengolahan limbah lemon dengan cara ohmic heating, merancang dan membangun alat ohmic heating dan memanfaatkan limbah lemon untuk diarnbil minyaknya. Penelitian dilakukan dengan cara eksperimen yang dibagi dalam tiga tahap. Percobaan dilakukan pada sampel limbah dan jeruk segar. Perlakuan percobaan adalah perlakuan kelistrikan dan perlakuan pada kulit lemon. Perlakuan kelistrikan dilakukan dengan tegangan variabel, tegangan tetap, arus variabel dan arus tetap. Sedangkan perlakuan pada kulit adalah limbah seadanya, perajangan 1,5 cm membujur dan 0,5 cm melintang. Alat yang digunakan adalah pemanas ohmic, pendingin, florentine, thermal recorder dan alat bantunya adalah alat ukur listrik dan perajang. Pengujian minyak yang dilakukan adalah dengan GC, GC MS, fisiko-kimia dan perhitungan rendemen. Adapun spesifikasi alat : box luar, 28,2 cm x 16 cm x 40 cm; box dalam, 24,2 cm x l l c m x 30,5 cm; elektroda 9,s cm x 23 cm x 0,15 cm; terminal 1,5 cm x 32 cm x 0,15 cm ; Autotrafo 1000 W, 0 - 220 V, 5 A. Hasil percobaan menunjukan bahwa limbah lemon dengan sifat kimianya dapat menghantarkan listrik. Proses pemanasan yang homogen terjadi pada perlakuan perajangan 1,5 cm membujur, 0,5 cm melintang dan tegangan sumber variabel dari 79 V - 11 V, dengan arus konstan 4,4 A . Tahanan jenis kulit lemon menurun dari 909 ohm-mm sampai 158,7 ohm-mm dan konduktivitas listriknya meningkat dari 0,001 1 S/mm hingga 0,0063 Slmm begitu pula suhu pemanasan meningkat dari 20°C sampai 97°C. Produksi minyak dengan sampel jeruk segar diperoleh rendemen 0,08 % dengan konsumsi pemakaian energi 1,079 k w h ( biaya Rp.305,- ) dan rendemen limbah 0,04 %, energi 0,989 kWH (biaya Rp.254,-). Uji fisiko-kimia minyak lemon : bobot jenis 0,8786, indeks bias 1,4710, bilangan asam 3,23, bilangan ester 80,96 secara umum nilai-nilai tersebut mendekati kualitas minyak California maupun Italia. Identifikasi minyak lemon dengan GC MS diperoleh 34 nama komponen dengan komposisi 74,77 % terdiri dari golongan Terpen dan 25,l % terdiri dari golongan Terpen-0.
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam Tesis saya yang berjudul : APLIKASI METODA OHMIC HEATING UNTUK EKSTRAKSI MINYAK LEMON
merupakan gagasan atau hasil penelitian tesis saya sendiri, dengan bimbingan Komisi Pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukan rujukannya. Tesis ini belum pernah diajukan untukmemperoleh gelar pada program sejenis di perguruan tinggi lain. Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya. 3 Desember 2002
Nrp
:P13500001
APLIKASI METODA OHMIC HEATING UNTUK EKSTRAKSI MINYAK LEMON
ELlH MULYANA
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian
PROGRAM PASCA SARJANA INSTITllT PERTANIAN BOGOR 2002
Judul Tesis
: APLIKASI METODA OHMIC HEATING UNTUK
EKSTRAKSI MINYAK LEMON
Nama Mahasiswa
: Elih Mulyana
NRP
: P13500001
Program Studi
: Ilmu Keteknikan Pertanian
Menyetujui 1. Komisi Pembimbing
I
Ketua
Anggota
Mengetahui,
2.Ketua Program Studi
Program Pascasarjana
..
Tanggal lulus : 3 1 Desember 2002
.!
RlWAYAT HIDIJP
Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 17 April 1964 sebagai anak ke tiga dari pasangan Soenanvan (alm) dan Supiyah. Pendidikan Sarjana ditempuh pada Program Studi Listrik Tenaga, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Pendidikan Teknologi clan Ilmu Kejuruan, IKlP Bandung, lulus pada tahun 1991. Kesempatan untuk melanjutkan ke program magister pada program studi Ilmu Keteknikan Pertanian, Institut Pertanian Bogor diperoleh pada tahun 2000. Beasiswa pendidikan diperoleh dari BPPS DIKTI, Departemen Pendidikan Nasional. Penul~sbekerja sebagai Staf Pengajar di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Ilmu Kejuruan, Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung, Jawa Barat, sejak tahun 1992. Bidang Studi yang menjadi tanggung jawab penulis adalah mesin-mesin listrik.
PRAKATA Alharndulillahirobbil'aalamiin, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah membenkan bimbingan serta petunjuk-Nya dalam menyelesaikan karya ilmiah ini. Tema penelitian yang dipilih dalam penelitian ini adalah Aplikasi Metoda Ohmic Heuting untuk Ekstrak Minyak Lemon. Pelaksanaan penelitian berlangsung dari tanggal 1 Maret sampai dengan 30 September 2002. Terima kasih penulis ucapkan kepada :
1. Dr. Ir. Atjeng M. Sjarief, MSAE selaku ketua komisi pembimbing serta Dr. lr. Edy Hartulistiyoso, selaku anggota komisi pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan saran.
2. Dr. Ir. Suroso, M.Agr. selaku penguji 3. Sdr. Romli yang telah membantu dalam pembuatan alat ohmic healing serta Bapak
Eri yang setia membantu dalam proses pengambilan data penenelitian ini. 4. Keluarga tercinta : 1bu Supiyah, Istri Susan Indriani serta anak-anak
Gilang
Wahyudi, Visma Dewi Damayanti, Adik serta Kakak yang telah memberikan doa dan kasih sayangnya. 5. Rekan kuliah : Irsan Zainudin, Zainul Arham, Dhami DJ, Sukrisno W, Mustafril,
Sukrnawati, Budi Hanono serta rekan-rekan lainya. Semoga karya ilmiah m i bermanfaat. Bogor, Desember 2002
Elih Mulyana
DAFTAR IS1 Halaman DAFTAR TABEL .............................................................................................. x DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi ... DAFTAR.LAMPIRAN .................................................................................... xi11 PENDAHULUAN Latar Belakang ............................................................................................. 1 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 4 TINJAUAN PUSTAKA Buah Jeruk ...................................................................................................... 5 Ohmic Heating ............................................................................................... 8 Konduktivitas Listrik Kulit Lemon ...............................................................
11
Volume Ruang Ohmic Heating ..................................................................... 12 Daya Autotrafo .............................................................................................. 13 Hubungan Skematik Sistem Pemanas Ohmic ............................................... 16 Ekstrak Minyak pada Kulit Lemon .............................................................. 17 Minyak Lemon ............................................................................................. 20 Sifat Fisiko-kimia Minyak Lemon
............................................................... 22
ldentifikasi Komponen Kimia Minyak Lemon ............................................. 22
METODOLOCI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................................... 25 Alat dan Bahan .............................................................................................. 25 Pelaksanaan : Percobaan Tahap 1 ........................................................................................ 26 Percobaan Tahap 2 ........................................................................................ 27
Percobaan Tahap 3 ........................................................................................28
..
Penguj~anMinyak Lemon ............................................................................. 29
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Percobaan Tahap 1 ...............................................................................33 Hasil Percobaan Tahap 2 ...............................................................................36 Hasil Percobaan Tahap 3 ............................................................................... 41 Perhitungan Energi Pemanasan ..................................................................... 51 Analisis Sifat Fisiko-kimia Minyak Lemon .................................................. 54 Analisis Rendemen ....................................................................................... 58 Analisis Kuantitas Minyak Lemon ...............................................................59 Analisis Kualitas Minyak Lemon ............................................................... 59
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ................................................................................................... 66 Saran-saran .................................................................................................... 69
DAFTARPUSTAKA ......................................................................................... 70 LAMPIRAN ....................................................................................................... 73
DAFTAR TABEL Halaman 1 Sifat Fisiko Kimia Minyak Lemon Italia ........................................................ 22
2 Komposisi Minyak Lemon Argentina ............................................................. 24 3 Hasil Percobaan Tahap 1 dan 2 ....................................................................... 40
4 Persamaan Daya dari Percobaan Tahap 3 ....................................................... 52 5 Hasil Percobaan Tahap 3 ................................................................................. 53
6 Sifat Fisiko Kimia Minyak Lemon .................................................................55
7 Rendemen Minyak Lemon ..............................................................................
58
8 Identifikasi Komponen Minyak Lemon dengan GC MS ............................... 60 9 Komposisi Komponen Minyak Lemon Ohmic Heating ................................. 62
DAFTAR GAMBAR Halarnan 1 Struktur Penampang Buah Jeruk ....................................................................... 8 2 Aliran Arus Listrik ........................................................................................... 9 3 Rangkaian Resistansi Paralel dari kulit lemon ................................................ 14 4 Rangkaian Autotrafo
...................................................................................... 15
5 Hubungan Skematik Sistem Pemanas Ohmic ................................................. 17 6 Perubahan Tegangan Listrik .......................................................................... 34
7 Perubahan Arus Listrik ................................................................................... 34 8 Perubahan Tahanan Listrik ............................................................................. 35 9 Perubahan Tegangan Listrik .......................................................................... 37 10 Perubahan Arus Listrik ................................................................................ 37
. .
1 1 Perubahan Tahanan Listr~k...........................................................................
38
12 Perubahan Arus Listrik pada Percobaan Tegangan Konstan ....................... 39 13 Perubahan Tegangan Listrik ........................................................................ 42
................................................................................. . . ...........................................................................
14 Perubahan Arus Listrik
43
15 Perubahan Tahanan Listr~k
44
16 Perubahan Konduktivitas Listrik .................................................................. 45
17 Perubahan Suhu pada Kulit Lemon ............................................................. 46 I8 Perubahan Tegangan Listrik ........................................................................ 47 19 Perubahan Arus Listrik ................................................................................ 48 20 Perubahan Tahanan Listrik ............................................................................48
2 1 Perubahan Konduktivitas Listrik .................................................................. 49 22 Perubahan Suhu pada Kulit Lemon segar .................................................... 50
23 Perubahan Daya pada Produksi Minyak 1, I ml ........................................ 5 1
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Tabel Percobaan Tahap 1 ...............................................................................74 2 Tabel Percobaan Tahap 2 ............................................................................... 75 3 TabeI Percobaan dengan Tegangan Tetap ..................................................... 76 4 Tabel Percobaan Tahap 3.Untuk Sampel Limbah ......................................... 78
5 Tabel Percobaan Tahap 3. Untuk Sampel Kulit Jeruk Segar .......................... 81
6 Hasil Uji minyak GC (Gas Chromatograpy) ........................................... 8 5 7
Hasil Uji minyak GC MS (Gas Chromatograpy Massa) ............................. 88
8
Gambar Karakteristik Perubahan Daya pada Percobaan Tahap 3) ..............91
9 Gambar Konstruksi Ruang Pemanas Ohmic .................................................. 94
