DAFTAR PUSTAKA. BPS Buletin Statistik Perdagangan Luar Negeri Expor. BPS. Jakarta

DAFTAR PUSTAKA Anonimous. 2006. Akar Wangi (Vetiveria zizanoides Stapt). PT. Djasula Wangi. Prosiding Konferensi Nasional Minyak Atsiri. 18 – 20 September 2006. Solo, Indonesia. Azlina, N.B.M. 2005. Study on Important Parameters Affecting The HydroDistillation for Ginger Oil Production. [Thesis]. Faculty of Chemical and Natural Resources Engineering University Teknologi Malaysia. BPS. 2007. Buletin Statistik Perdagangan Luar Negeri Expor. BPS. Jakarta. Bachtiar, S.N. 2007. Studi Pemanfaatan Panas Bumi Sisa PLTP Untuk Industri Akar Wangi di Kabupaten Garut. LEAD Associate Project Cohort XII. Bernasconi, H, H. Gerster, H. Hauser, H. Stauble, E. Scheneiter. 1995. Teknologi Kimia 2. Diterjemahkan oleh Lienda Handojo. PT. Pragniya Paramita, Jakarta. Leupin, R. E. 2001. Vetiveria zizanioides: An Approach to Obtain Essential Oil Variants via Tissue Culture. Dissertation. Swiss Federal Institute Of Technology Zürich. Dalton, P. A., Smith R.J. and Truong P.N.V. 1996. Vetiver grass hedges for erosion control on a cropped flood plain: hedge hydraulics. Journal of Agricultural Water Management 31 : 91-104. Dewan Atsiri Indonesia. 2008. Database Minyak Atsiri Indonesia. http://atsiri indonesia.com/public/index.php?menu=3&show=4. [25 April 2008]. Dinas Perkebunan Provinsi Jawa Barat. 2007. Jawa Barat Dalam Angka. http:// www.bapeda-jabar.go.id/docs/jabarangka/20071210 = 095922. [13 Juni 2009]. Early, R. L. 1983. Unit Operations in Food Processing. Pergamon International Library. Guenther, E. 1947. Minyak Atsiri Jilid I. Terjemahan. Semangat Ketaren. UIPress. Jakarta. Guenther, E. 1990. Guenther, E. 1990. Minyak Atsiri Jilid IVA. Terjemahan. Semangat Ketaren. UI-Press. Jakarta. Geankoplis, C.J. 1983. Transport Process and Unit Operations. 2nd ed. Allyn Bacon. Inc. Boston. Harjono, S. Rusli dan R. J. Deswert. 1973. Cara-cara penyulingan mempengaruhi rendemen dan kualitas akar wangi. Penelitian LPTI No. 15-16. p. 39-47.

63

Heldman, D.R and R.P Singh. 1980. Food Processing Engineering, Second Edition. Afi Publishing Company, Inc. Westport, Connecticut. http://elearning.gunadarma. ac.id/docmodul/fisika_ilmu_panas/bab4-panas_ dan_ perubahan_fasa.pdf. Panas dan Perubahan Fasa. [11 Pebruari 2009] http://digilib.batan.go.id/ sipulitbang/ abstrak.php?id=0640. Penukar Kalor Spiral [24 Februari 2008]. http://processengineers.blogspot.com/2008/01/distillation-basic-theory-part-01. html. Process Engineer - The Way Of Live Distillation Basic Theory Part 01. [05 April 2008] Indrawanto. 2006. Analisis Finansial Agroindustri Penyulingan Akar Wangi di Kabupaten Garut, Jawa Barat. Buletin Perkembangan Teknologi Tanaman Rempah dan Obat. Vol XVIII (2) : 78 – 83. [ISO] Interna-tional Organization for Standarization. 2002. Oil of vetiver

(Vetiveria zizanioides (Linnaeus) Nash). http://www.iso.org/iso/iso_ catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=28587 [15 April 2008]. Kamil Sulaiman dan Pawito. 1983. Termodinamika dan Perpindahan Panas. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Ketaren, S. 1985. Pengantar Teknologi Minyak Atsiri. Penerbit Balai Pustaka, Jakarta. Ketaren, S dan Djatmiko, B. 1978. Minyak Atsiri Bersumber dari Batang dan Akar. Departemen Teknologi Hasil Pertanian, Bogor : FATEMETA, IPB. Lembaga Pengembangan Ekonomi Al-Syura. 2006. Pengembangan Komoditi Pertanian Unggulan di Kabupaten Garut. Laporan Akhir Kegiatan Penelitian Lembaga Pengembangan Ekonomi (LPE) Al–Syura bekerjasama dengan The Partnership for Economic Growth (PEG) dan The United States Agency for International Development (USAID). http://bakti.easternindonesia.org/gsdl/ collect/ pdf/index/assoc/HASH01d3 /3ce84399.dir/doc.pdf. [15 April 2008]. Lestari, R. S.E. 1993. Pengaruh Tekanan Uap dalam Proses Distilasi Terhadap Rendemen Minyak Serai Wangi. [Tesis]. Sekolah Pascasarjana, IPB. Bogor. Lutony, T. L dan Rahmawati ,Y. 1994. Produksi dan Perdagangan Minyak Atsiri. Penebar Swadaya, Jakarta. Martinez. J., Paulo T. V. R., Chantal, M., Alain L., Pierre B., Dominique P., dan M. Angela A. M. 2004. Valorization of Brazilian Vetiver (Vetiveria zizanioides (L.) Nash ex Small) oil. J. Agric. Food Chem. 53: 6578-6584

64

Marie Temmen. 1997. Essential oil profile Vetiver. Journal of the National Association for Holistic Aromaterapy (NAHA), 7 (3). McCabe, W. R., Julian C. M and Petter H. 1993. Sitem Operatian of Chemical Engineering Fith Edition. McGraw Companies, Inc. Primis Custom Publishing. McCabe, W. R., Julian C. M and Petter H. 1999. Operasi Teknik Kimia Jilid 2. Cet.4 Erlangga, Jakarta. Moestafa, Achmad dan J. Moermanto. 1988. Meningkatkan Mutu Minyak Akar Wangi Dengan Cara Deterpenasi. Warta IHP Vol.5. Balai Besar Industri Pertanian (BBIHP), Bogor. Moestafa A, Waspodo P dan Hakim S. 1991. Pengaruh Lama dan Kecepatan Penyulingan Terhadap kadar Minyak dan Vetiverol Akar Wangi. Warta IHP 8 (2) : 11 – 15. Perry, Robert H. 1999. Perry’s Chemical Engineer’s Handbook. The McGraw-Hill Companies, Inc. Risfaheri dan Mulyono E. 2006. Standar proses produksi minyak atsiri. Prosiding Konferensi Nasional Minyak Atsiri. Solo, Indonesia 18 – 20 September 2006. Buku 2. h. 68-75. Sakiah S. 1999. Modifikasi Proses Penyulingan dengan Variasi Tekanan Uap Untuk Memperbaiki Karakteristik Aroma Minyak Pala. [Tesis]. Sekolah Pascasarjana, IPB. Bogor. Santoso, H. B. 1993. Akar Wangi, Bertanam dan Penyulingan. Penerbit Kanisius, Yogyakarta. [SNI]

Standar Nasional Indonesia. 2006. Minyak Akar Wangi. http://www.bsn.or.id/files/sni/SNI%2001-2386-2006%20_akar%wangi_. pdf. [10 Februari 2008]

Suryatmi, R.D. 2006. Kajian Variasi tekanan pada penyulingan minyak akar wangi skala laboratorium. Prosiding Konferensi Nasional Minyak Atsiri Solo, Indonesia 18 – 20 September 2006. Buku 1. h. 173-178. Spirax Sarco. 2008. Tambahan Saluran Pipa. Learning Centre, Blok 10. www.spiraxsarco.com. Tasma, I.M, Pandji M.L dan Taurini, E. 1990. Perkembangan penelitian akar wangi. Edisi Khusus Balittro Vol. VI, No. I P. 10-22. Triharyo. 2007. Studi Potensi Pemanfaatan Uap Panas Bumi secara Langsung (Direct-Use Geothermal) Untuk Akar Wangi. Laporan Penelitian. Kerjasa-ma Kelompok ASGAR (Asli Garut) bersama PT

65

Rekayasa Industri - Pem-bangun PLTP Kamojang-4 Desember 2007. http://www.triharyo. com/dl jump.php?id=11. [25 April 2008]. Uhe, G. 2006. Market Report Essential Oils Desember 2006. www.uhe.com Utomo T. 1984. Teori Dasar Fenomena Transport. Cetakan Pertama. Penerbit Binacipta. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 2006. Strategi Pengembangan Minyak Atsiri Indonesia. Vol.28, No. 5. Wiranto dan Heize, S. 2005. Penyegaran Udara. PT. Pradya Paramita. Cet. 7, Jakarta. Yunus A. C and Robert H. T. 2001. Fundamentals Of Thermal-Fluid Sciences. Both of the Departemen of Mechanical Engineering University of Nevada, Reno. The McGraw-Hill Companies, Inc.

66

Lampiran 1. Data hasil penelitian penyulingan akar wangi dengan peningkatan tekanan dan laju alir uap air secara bertahap. • No.

Hasil penyulingan pada peningkatan tekanan secara bertahap dengan laju alir uap air 1 l/jam/kg bahan Uraian 2

1 2 3 4 8 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Berat Bahan, kg Kadar air bahan, % bb Kadar minyak, % bb Lama Penyulingan, jam Volume minyak yang tersuling, ml Rendemen, % bb massa air, kg Massa uap, kg Jumlah air distilasi, lt Jumlah air yang terkondensasi Dalam ketel suling, lt Laju distilasi, lt/jam Laju air pendingin, lt/jam Jumlah energi, MJ Tekanan boiler, bar Suhu dalam boiler, ºC Tekanan PRV, bar Suhu dalam ketel suling, ºC Tekanan ketel suling, kg/cm²

Ulangan 1 Tekanan (bar) 2.5 3

-

-

-

2 22.50 0.75 27.24 8.01 6.27 1.74

3 21.00 0.70 34.58 15.35 10.21 5.14

0.98 67.59

sistim 2

Ulangan 2 Tekanan (bar 2.5 3

Sistim

-

-

-

4 17.50 0.58 40.72 21.52 11.88 9.64

3.00 12.00 3.20 9 61.00 2.03 67.60 48.37 28.35 16.52

2 31.80 1.06 28.25 9.02 6.25 2.77

3 32.00 1.07 33.81 14.58 9.46 5.12

3 18.20 0.61 40.79 21.56 11.62 9.94

3.00 9.50 3.00 8 82.00 2.73 64.39 48.66 27.33 17.83

1.06 70.98

1.06 69.08

1.04 69.38

1.08 202.50

1.05 246.00

1005.00 109.92

1.04 184.10

31.24

54.49

75.30

126.93

6.57

6.58

6.74

6.65

31.26 6.65

52.03 6.65

72.87 6.60

127.56 6.63

169.28

169.39

170.25

169.77

2.05 123.49 2.15

2.55 128.59 2.72

3.00 135.21 3.38

2.53 130.09 2.80

169.79 2.10 122.47 2.20

169.79 2.44 128.59 2.65

169.49 2.92 134.98 3.22

169.69 2.54 129.91 2.75

67

Lampiran 1 (Lanjutan) • No.

1 2 3 4 8 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Hasil penyulingan pada peningkatan tekanan secara bertahap dengan laju alir uap air 1,5 l/jam/kg bahan Uraian

Berat Bahan, kg Kadar air bahan, % bb Kadar minyak, % bb Lama Penyulingan, jam Volume minyak yang tersuling, ml Rendemen, % bb Massa air, kg Massa uap, kg Jumlah air distilasi, lt Jumlah air yang terkondensasi dalam ketel suling, lt Laju distilasi, lt/jam Laju air pendingin, lt/jam Jumlah energi, MJ Tekanan boiler, bar Suhu dalam boiler, ºC Tekanan PRV, bar Suhu dalam ketel suling, ºC Tekanan dalam ketel suling, kg/cm²

Ulangan 1 Tekanan Uap (bar) sistem 2 2.5 3 3 10 12.4 2 3 3 8 12.00 26.00 17.00 55.00 1.28 0.67 0.83 2.78 30.42 39.78 39.10 76.79 11.42 20.78 12.80 57.79 8.69 15.18 12.80 36.67 2.73 5.60 7.30 15.62 1.30 15.623 39.64 6.03 166.08 1.95 121.79 2.10

1.50 64.20 68.10 6.58 169.50 2.48 127.01 2.75

1.40 75.72 66.71 6.48 169.01 2.90 134.27 3.15

1.48 68.74 152.37 6.41 168.34 2.43 129.23 2.38

Ulangan 2 Tekanan Uap (bar) Sistem 2 2.5 3 3 10 2.4 2 3 4 9 32.00 29.00 22.60 83.60 1.07 0.97 0.75 2.79 31.14 38.61 45.07 80.82 12.14 19.61 26.07 61.82 8.75 13.27 17.07 39.09 3.39 6.34 9.00 18.73 1.52 117.45 41.17 6.65 169.79 1,9 121.73 2.15

1.55 64.86 65.06 6.67 169.89 2.43 129.50 2.72

1.52 119.79 86.40 6.46 168.67 3.10 136.69 3.38

1.53 100.96 161,90 6.57 169.33 2.60 130.52 2.80

68

Lampiran 1 (Lanjutan) • No.

1 2 3 4 8 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Hasil penyulingan pada peningkatan tekanan secara bertahap dengan laju alir uap air 2 l/jam/kg bahan Uraian

Berata Bahan, kg Kadar air bahan, % bb kadar minyak, % bb Lama Penyulingan, jam Volume minyak yang tersuling, ml Rendemen, % bb massa air, kg Massa uap, kg Jumlah air distilasi, lt Jumlah air yang terkondensasi dalam ketel suling, lt Laju distilasi, lt/jam Laju air pendingin, lt/jam Jumlah energi, MJ Tekanan boiler, bar Suhu dalam boiler, ºC Tekanan PRV, bar Suhu dalam ketel suling, ºC Tekanan dalam ketel suling, kg/cm²

Ulangan 1 Tekanan Uap (bar) Sistim 2 2.5 3 3.00 6.50 3.20 2 3 4 9 51.00 50.00 13.60 114.60 1.70 1.67 0.45 3.82 35.11 44.41 28.91 102.93 4.37 38.71 33.55 85.24 13.1 18.8 27.8 59.7 4.37 7.88 8.64 20.89 2.06 57.78 53.29 3.48 148.63 1.95 122.42 2.20

2.10 63.54 81.10 5.62 163.65 2.51 130.41 2.78

1.97 70.65 109.90 5.74 164.37 2.95 135.07 3.23

2.02 65.42 212.00 5.08 160.44 2.58 131.040 2.85

Ulangan 2 Tekanan Uap (bar) Sistim 2 2.5 3 3.00 10.00 3.20 2 3 4 9 25.00 23.00 11.00 59.00 0.83 0.77 0.37 1.97 33.21 41.13 54.360 98.52 15.52 23.44 36.670 80.83 13.32 18.23 27.825 59.38 2.2 5.21 8.85 16.26 2.02 73.35 48.46 6.53 169.04 2 122.42 2.20

2.02 52.5 73.27 6.40 168.30 2.46 128.04 2.61

1.97 109.76 110.96 6.50 168.90 2.93 133.192 3.05

1.99 82.58 208.44 6.48 168.75 2.56 133.192 3.05

69

Lampiran 1 (Lanjutan) •

Hasil penyulingan pada peningkatan tekanan secara bertahap dengan laju alir uap air berthap (1, 1,5 dan 2) l/jam/kg bahan

No. Uraian 1 2 3 4 8 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Berat Bahan, kg Kadar air bahan, % bb kadar minyak, % bb Lama Penyulingan, jam Volume minyak yang tersuling, ml Rendemen, % bb massa air, kg Massa uap, kg Jumlah air distilasi, lt Jumlah air yang terkondensasi dalam ketel suling, lt Laju distilasi, lt/jam Laju air pendingin, lt/jam Jumlah energi, MJ Tekanan boiler, bar Suhu dalam boiler, ºC Tekanan PRV, bar Suhu dalam ketel suling, ºC Tekanan dalam ketel suling, kg/cm²

Ulangan 1 Tekanan Uap (bar) 2 2.5 3 -

sistim

-

-

2 25.50 0.85 27.48 9.57 7.21 2.36

3 27.00 0.90 35.35 17.44 12.49 4.95

4 34.00 1.13 51.40 33.49 25.48 8.01

3.00 9.00 3.40 9 86.50 2.88 82.51 64.60 45.18 15.32

1.05 65.70 34.20 6.53 169.04 2.00 121.73 2.15

1.46 108.00 58.56 6.67 169.89 2.45 129.79 2.73

1.97 79.43 103.16 6.59 169.42 2.90 134.81 3.20

1.59 85.90 167.59 6.60 169.45 2.56 129.37 2.69

Ulangan 2 Tekanan Uap (bar) 2 2.5 3

Sistim

-

-

-

2 30.00 0.60 27.64 9.73 7.27 2.46

3 39.00 0.78 35.04 17.13 13.96 3.17

4 29.00 0.58 29.37 11.46 9.63 1.83

3.00 10.00 3.20 9 98.00 1.96 86.08 26.68 26.68 7.34

1.10 72.45 34.72 6.60 169.49 2.08 124.81 2.38

1.46 71.28 58.03 6.53 169.09 2.50 130.68 2.82

2.03 86.27 104.06 6.54 169.12 2,95 135.61 3.28

1.63 78.20 177.22 6.56 169.23 2.63 130.74 2.82

70

Lampiran 2. Perhitungan Kehilangan Panas A. Data Dimensi Alat Penyulingan a. Dimensi Pipa Uap Boiler ke Ketel Bagian Pipa horizontal 1 horizontal 2 Horisontal 3 PRV vertikal 1 vertikal 2

Panjang (m)

Diameter (m)

0.19 0.42 1.05 1.07 0.16

0.032 0.029 0.019 0.019 0.02

Luas Permukaan Pipa (m2) 0.019 0.038 0.063 0.064 0.010

b. Dimensi Ketel Bagian

Dimensi ketel (m)

Dinding ketel total Dinding ketel Insulasi

Dinding insulasi

Tutup Dasar ketel

ketel

Tinggi

0.78

Diameter

0.40

Tinggi

0.60

Diameter

0.44

Tebal

0.04

Tinggi

0.18

Diameter

0.40

Tebal

0.003

Tinggi

0.06

Diameter

0.40

Tinggi

0.17

Diameter

0.40

Luas permukaan (m²) 0.980 0.829

tanpa 0.226

0.151 0.427

71

Lampiran 2 (lanjutan)

c. Dimensi Pipa penghubung Ketel Kondensor Bagian

Panjang (m)

Diameter (m)

0.15 0.23 0.284 0.22

0.047 0.039 0.039 0.039

Horizontal dr ketel 1 Horizontal 2 Vertical 1 Vertical 2 B. Perhitungan Kehilangan Panas

Kehilangan energi pada penyulingan dengan tekanan bertahap dan laju alir uap air 1 l/jam/kg bahan a. Kehilangan Panas melalui pipa uap Pipa horisontal 1 a.

Data :

Suhu permukaan pipa bagian luar rata-rata

= 47.79oC

Suhu udara lingkungan rata – rata = 28.2 oC b. Mencari nilai h Tf = [( 47 .79 + 28 .2 ) / 2 ] + 273 = 310.995 o Κ Pr = 0.705 nilai Pr pada suhu Tf = 310.995 0K adalah 0.705 Gr

= (114.429 x 106)(0.032)3(19.63 oC) = 0.0736 x 106

GrPr = (0.0736 x 106)(0.705) = 0.0519 x 106 menurut Mc Cabe (1999) bila nilai 104< GrPr < 109 maka : Nu = 0.53 (GrPr

Nu

)1/4

= 0.53 [( 0.0519 x 106) ]1/4 = 8.000

72

Lampiran 2 (lanjutan) Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut : h = (Nu k)/ Dp h = [(8.00)(2.709 x 10-2)]/ 0.032 = 6.7720 W/m2 K c. Menghitung nilai q

q A q

= h A ∆T = 3.14 (0.19 m)(0.032 m) = 0.019091 m2 = (6.7720 W/m2 K)(0.019091 m2)(19.63 0C) = 2.5398 W = (2.5398J/det)(3600 det/jam)(9 jam) = 82 289.52 J = 0.0822 MJ Pipa horisontal 2 d. Data : Suhu permukaan pipa bagian luar rata-rata = 49.8oC Suhu udara lingkungan rata – rata = 28.2 oC e. Mencari nilai h

Tf = [(49.8 + 28.2) / 2 ] + 273 = 312.0 2 o Κ Pr = 0.705

Nilai Pr pada suhu Tf = 312.020K adalah 0.705 Gr

= (112.690 x 106)(0.029)3(21.55ºK) = 0.0592 x 106

GrPr = (0.0592 x 106)(0.705) = 0.0418 x 106 menurut Mc Cabe (1999) bila nilai 104< GrPr < 109 maka : Nu = 0.53 (GrPr

)1/4

Nu = 0.53 [( 0.0418 x 106))]1/4 = 7.5760 Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :

h

= (Nu k)/ Dp

h

= [(7.5760)(2.717 x10-2 )]/ 0.029 = 7.0975 W/m2 K

73


f. Menghitung nilai q

q

= h A ∆T

A

=

q

= (7.0975 W/m2 K)(0.038245 m2)(21.63 0K)

(3.14)(0.029 m)(0.42 m) = 0.038245 m2

= 5.848 W = (5.848 J/det)(3600 det/jam)(9 jam)

= 189 504.2198 J = 0.189 MJ Pipa horisontal 3 a. Data : Suhu permukaan pipa bagian luar rata-rata = 64.7oC Suhu udara lingkungan rata – rata = 28.2 oC b. Mencari nilai h Tf = [(64.7+ 28.2)/ 2] + 273 = 319.48o Κ Pr = 0.703

Nilai Pr pada suhu Tf = 311.98 0K adalah 0.703 Gr

= (100.259 x 106)(0.019)3(36.48 oK) = 0.0251 x 106

GrPr = (0.0251 x 106)(0.703) = 0.0176 x 106 menurut Mc Cabe (1999) bila nilai 104< GrPr < 109 maka : Nu = 0.53 (GrPr )1/4

Nu = 0.53 [( 0.0251 x 106 )(0.703)]1/4 = 6.1074 Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :

h

= (Nu k)/ Dp

h

= [(6.1074)(2.774 x10-2)]/ 0.019 = 8.9192 W/m2 K

c. Menghitung nilai q

q A q

= h A ∆T = (3.14)(0.019 m)(1.05 m) = 0.06264 m2 = (8.9192 W/m2 K)(0.06264 m2)(36.48 0K) = 20.38225 W = (20.38225 J/det)(3600 det/jam)(9 jam)

= 660 385.05 J = 0.6603 MJ

74

Lampiran 2 (lanjutan) Total kehilangan panas pada pipa uap horisontal adalah : qph

= 0.0822 M J + 0.1890 MJ + 0.6603 MJ = 0.932 MJ

Kehilangan energi pada pipa uap vertikal 1 a. Data : Suhu pipa bagian luar rata-rata

= 39.1oC

Suhu udara lingkungan rata – rata = 28.2 oC b. Mencari nilai h

Tf = [(39.1 + 28.2) / 2] + 273 = 306.65 o Κ Pr = 0.706 Nilai Pr pada suhu Tf = 306.60 0K adalah 0.706 Gr = (121.632 x 106)(1.07)3 (10.89 oK) = 16 101.8681 x 106 = 1.6101 x 109 GrPr = (1.6101 x 109)(0.706) = 1.1373 x 109 menurut Mc Cabe (1999) bila nilai 104< GrPr < 109 maka : Nu = 0.13

Nu

(GrPr )0.333

= 0.13 [( 1.6101 x 109)(0.706)]0.333 = 134.7550

Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :

h

= (Nu k)/ Lp

h

= [(134.7550 )(2.675 x10-2 )]/ 1.072 m = 3.3693 W/m2 K


q

= h A ∆T

A

=

q

= (3.3693 W/m2 K)(0.063836 m2)(10.81 0K)

(3.14)(0.019 m)(1.07 m) = 0.063836 m2

= 2.3241 W = (2.3241 J/det)(3600 det/jam)(9 jam)

= 75 301.00 J = 0.0753 MJ

75


Kehilangan energi pada pipa uap vertikal 2 a. Data : Suhu pipa bagian luar rata-rata

= 151.9oC


Tf = [(151,9 + 28.2)/2 ] + 273 = 363,08 o Κ Pr = 0.695 Nilai Pr pada suhu Tf = 363.08 0K adalah 0.695 Gr

= (56.624 x 106)(0.16)3(123.68 oK) = 28.7168 x 106

GrPr = (28.7168 x 106)(0.695) = 19.9451 x 106 = 0.0199 x 109 menurut Mc Cabe (1999) bila nilai 104< GrPr < 109 maka : Nu = 0.59 (GrPr )1/4

Nu

= 0.59[(28.7128 x 106)(0.695)]0.25 =39.4175


h

= (Nu k)/ Lp

h

= [(39.4175) (3.10 x10-2)]/ 0.16 m = 7.6372 W/m2 K


q A

= h A ∆T = (3.14)(0.02 m)(0.16 m) = 0.010048 m2

q

= (7.6372 W/m2 K)(0.010048 m2)(123.68 0K) = 9.4909 W = (9.4909 J/det)(3600 det/jam)(9 jam)

= 307 505.4 J = 0.3075 MJ Total kehilangan panas pada pipa uap vertikal adalah : = 0.0761 MJ +0.3075 MJ qpv = 0.3839 MJ

76


Jadi total kehilangan energi melalui pipa uap adalah : qPU

= qpph + qppv = 0.932 MJ + 0.3839 MJ

= 1.3159 MJ Dengan cara perhitungan yang sama rata-rata kehilangan energi melaui pipa uap untuk setiap jam pada berbagai perlakuan di dapat : Kehilangan Energi (MJ) Jam ke-

Laju alir uap air (l/jam/kg bahan)

1

Total

2

3

4

5

6

7

8

9

Laju alir uap air konstan : 1

0.130

0.133

0.141

0.147

0.149

0.148

0.160

0.161

0.132

1.302

1.5

0.116

0.122

0.132

0.141

0.139

0.153

0.154

0.167

0.160

1.284

2

0.147

0.153

0.157

0.159

0.174

0.169

0.168

0.177

0.159

1.464

0.098

0.153

0.159

0.148

0.169

0.165

0.180

0.177

1.339

Laju alir uap air bertahap : (1.1.5.2)

0.089

b. Kehilangan panas melalui tutup ketel Penyulingan akar wangi kapasitas 3 kg. kepadatan = 0.09 kg/l pada peningkatan tekanan secara bertahap dengan laju alir 1 l/jam/kg bahan. a. Data : Diameter tutup ketel = 40 cm = 0.4 m Suhu tutp ketel bagian luar rata-rata = 62.8oC Suhu udara lingkungan rata – rata =27.6 oC b. Mencari nilai h Tf = [( 62 . 8 + 27 .6 ) / 2 ] + 273 = 318 . 16 o Κ Pr = 0 .703

Menurut McCabe (1999). nilai Pr suhu Tf = 318.600K adalah 0.703 Gr

= (102.459 x 106)(0.4)3 (35.2 oK) = 2.3066 x 108

GrPr

= (2.3066 x 108)(0.703) = 1.6226 x 108

Menurut Mc Cabe (1999) bila nilai 3x105< GrPr < 1010 maka :

Nu Nu

= 0.27 (GrPr)1/4 = 0.27 (1.6226 x 108 )1/4 = 30.4730

77

Lampiran 2 (lanjutan) Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :

h

= (Nu k)/ D

h

= [(30.4730)(2.76 x10-2)]/ 0.4 = 2.1059 W/m2 K

c. Menghitung nilai q Menurut McCabe (1999). nilai q dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut :

q

= h A ∆T

A

= {[( 3.14 x 4)(0.4m/2)(0.06 m/2)]+ [(3.14 x 0.4 m)(0.06 m)]} = 0.15072 m2

q

= (2.1095 W/m2 K)(0.15072 m2)(34.3 0K) = 11.16467 W = (11.16467 J/det)(3600 det)(9 jam)

= 361 735.4 J = 0.3617 MJ Dengan cara perhitungan yang sama rata-rata kehilangan energi melaui tutup ketel suling setiap jam pada berbagai perlakuan di dapat : Kehilangan Energi (MJ) Laju alir uap air (l/jam/kg bahan)

Jam ke1

Total

2

3

4

5

6

7

8

9


0.039

0.039

0.038

0.037

0.038

0.039

0.039

0.039

0.038

0.346

1.5

0.035

0.035

0.035

0.039

0.039

0.039

0.040

0.040

0.034

0.335

2

0.032

0.032

0.033

0.043

0.036

0.040

0.042

0.043

0.045

0.346

0.038

0.038

0.042

0.041

0.041

0.044

0.044

0.045

0.373


0.038

c. Kehilangan panas melalui dasar ketel suling Penyulingan akar wangi kapasitas 3 kg. kepadatan = 0.09 kg/l pada peningkatan tekanan secara bertahap dengan laju alir 1 l/jam/kg bahan. a. Data : Diameter pipa = 40 cm = 0.4 m

78

Lampiran 2 (lanjutan) Suhu tutup bawah ketel rata-rata

= 54.0oC

Suhu udara lingkungan rata – rata

=27.0 oC

b. Mencari nilai h

Tf = [(54,0 + 27 .0) / 2 ] + 273 = 313,49 o Κ Pr = 0.705 Menurut McCabe (1999). nilai Pr suhu Tf = 313.49 0K adalah 0.705 Gr

= (110.239 x 106)(0.4)3 (27.0 oK) = 190.3161 x 106 = 1.9032 x 108

GrPr = (1.9032x 108)(0.705) = 1.3410 x 108 Menurut McCabe (1999). bila nilai 3x105< GrPr < 1010 maka :

Nu = 0.27(GrPr)1/4 Nu

= 0.27 [(1.3410 x 108)(0.705)]1/4 = 29.0551


h

= (Nu k)/ D

h

= [(29.0551)(2.728 x10-2)]/ 0.4 = 1.9817 W/m2 K

c. Menghitung nilai q Menurut McCabe (1999). nilai q dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut :

q

= h A ∆T

A

= {[( 3.14)( 4)(0.4m/2)(0.17 m/2)]+ [(3.14)( 0.4 m)(0.17m)]} = 0.42704 m2

q

= (1.9817 W/m2 K)(0.42704 m2)(27.0 0K) = 22.82815 W = (22.82815 J/det)(3600 det)(9 jam)

= 739 632.1 J = 0.7396 MJ

79

Lampiran 2 (lanjutan) Dengan cara perhitungan yang sama rata-rata kehilangan energi melaui dasar ketel suling setiap jam pada berbagai perlakuan di dapat : Kehilangan Energi (MJ) Laju alir uap air (l/jam/kg bahan)

Jam ke1

Total

2

3

4

5

6

7

8

9


0.073

0.074

0.076

0.062

0.062

0.083

0.091

0.094

0.095

0.709

1.5

0.073

0.077

0.076

0.074

0.076

0.079

0.081

0.084

0.100

0.720

2

0.073

0.078

0.078

0.071

0.066

0.083

0.092

0.094

0.096

0.732

0.078

0.080

0.080

0.082

0.083

0.084

0.086

0.089

0.741


0.080

d. Kehilangan panas melalui dinding ketel Dinding ketel suling tanpa isolator Penyulingan akar wangi kapasitas 3 kg. kepadatan = 0.09 kg/l pada peningkatan tekanan secara bertahap dengan laju alir 1 l/jam/kg bahan. a. Data : Diameter ketel = 40 cm = 0.4 m, L= 0.18 m Suhu dinding luar rata-rata = 105.5oC Suhu udara lingkungan rata – rata =27.0 oC b. Mencari nilai h Tf = [(105 . 5 + 27 . 0 ) / 2 ] + 273 = 339 . 27 o Κ Pr = 0 . 699

Menurut McCabe (1999), nilai Pr suhu Tf = 339.270K adalah 0.699 Gr

= (75.889 x 106) x (0.4)3(78.540K) = 3.0516 x 106

GrPr = (3.0516 x 106)(0.699) = 2.1335 x 106 Menurut McCabe (1999) bila nilai 3x105< GrPr < 1010 maka :

Nu = 0.59 x (GrPr)1/4 Nu = 0.59 [(0.699)(3.0516 x 106)]1/4 = 22.5490 Lampiran 2 (lanjutan)

80


h

= (Nu k)/ D

h

= [(22.5490)(2.923 x10-2)]/ 0.4 = 8.238 W/m2 K

c. Menghitung nilai q Menurut McCabe (1999), nilai q dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut :

q

= h A ∆T

A q

= (3.14)(0.18 m)(0.4 m) = 0.2261 m2 = 8.238 W/m2 K x 0.2261 m2 x 78.540C = 146.2309 W = (146.2309 J/det)(3600 det)(9 jam) = 473.7882 kJ = 4.738 MJ

Dengan cara perhitungan yang sama rata-rata kehilangan energi melaui dinding ketel suling tanpa isolator setiap jam pada berbagai perlakuan di dapat : Kehilangan Energi (MJ)

Laju alir uap air

Jam ke-

(l/jam/kg bahan) 1

Total

2

3

4

5

6

7

8

9


0.228

0.229

0.228

0.229

0.233

0.236

0.237

0.234

0.236

2.091

1.5

0.217

0.218

0.224

0.225

0.223

0.228

0.235

0.234

0.245

2.049

2

0.209

0.218

0.223

0.220

0.228

0.248

0.254

0.259

0.274

2.134

0.233

0.233

0.237

0.235

0.235

0.238

0.244

0.247


0.231

Dinding ketel suling yang Diisolator Penyulingan akar wangi kapasitas 3 kg, kepadatan = 0.09 kg/l pada penyulingan dengan tekanan bertahap dan laju alir uap air 1 l/jam/kg bahan. a. Data : Diameter ketel = 44 cm = 0.44 m, L= 60 cm = 0.60 m

81

2.134

Lampiran 2 (lanjutan) Suhu dinding luar rata-rata

= 38.6oC

Suhu udara lingkungan rata – rata = 27.0 oC b. Mencari nilai h Tf = [(38 .6 + 27 .0) / 2 ] + 273 = 305 .79 o Κ

Pr = 0.707 Menurut McCabe (1999), nilai Pr suhu Tf = 305.790K adalah 0.707 Gr = (123.065 x 106)(0.6)3(11.570K) = 488.320 x 106 = 4.883 x 108 GrPr = (4.883 x 108)(0.707) = 3.450 x 108 Menurut McCabe (1999) bila nilai 3x105< GrPr < 109 maka :

Nu = 0.59 (GrPr)1/4 Nu = 0.59 (3.450 x 108 )1/4 = 80.411 Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :

h h

= (Nu k)/ D = [(80.411)(2.669 x10-2)]/ 0.44 = 3.066 W/m2 K


q

= h A ∆T

A

= (3.14)(0.60 m)(0.44 m) = 0.829 m2

q

= (3.066 W/m2 K)(0.829 m2)(11.570K) = 34.299 W = (34.299 J/det)(3600 det)(9 jam)

= 1 111.271 kJ = 1.111 MJ

Kehilangan panas keseluruhan dinding ketel suling adalah :

q = 4.748 MJ + 1.111 MJ = 5.859 MJ

82

Lampiran 2 (lanjutan) Dengan cara yang sama perhitungan kehilangan energi pada dinding ketel suling yang diisolator setiap jam pada berbagai perlakuan di dapat : Kehilangan Energi (MJ)

Laju alir uap air

Jam ke-

(l/jam/kg bahan) 1

Total

2

3

4

5

6

7

8

9


0.113

0.115

0.122

0.088

0.098

0.099

0.109

0.120

0.122

0.985

1.5

0.097

0.095

0.100

0.102

0.099

0.095

0.096

0.096

0.063

0.843

2

0.106

0.137

0.134

0.131

0.138

0.131

0.137

0.145

0.157

1.215

0.165

0.152

0.139

0.144

0.133

0.136

0.150

0.156

1.317


0.142

e. Kehilangan Panas melalui pipa penghubung kondensor Penyulingan akar wangi kapasitas 3,1 kg, kepadatan = 0.09 kg/l pada penyulingan dengan peningkatan tekanan bertahap dan laju alir uap air 1 l/jam/kg bahan

Pipa penghubung ketel – kondensor vertikal 1 a. Data : Diameter pipa = 0.039 m, L= 0.284 m Suhu pipa bagian luar rata-rata = 43.3oC Suhu udara lingkungan rata – rata =27.6 oC b. Mencari nilai h Tf = [(43.3 + 27.6) / 2] + 273 = 308.42 o Κ Pr = 0.706 Menurut McCabe (1999), nilai Pr suhu Tf = 308.420K adalah 0.706 Gr = (118.675 x 106)( x (0.284)3 (15.700K) = 0.4267 x 106 GrPr = (0.4267 x 106)(0.706) = 0.3012 x 106

83

Lampiran 2 (lanjutan) Menurut McCabe (1999) bila nilai 104< GrPr < 109 maka :

Nu = 0.59 (GrPr)¼ Nu = 0.59 ( 0.3012 x 106)1/4 = 43.709


h

= (Nu k)/ Lp

h

= [(5.4586)(2.696 x10-2)]/ 0.284 = 4.139 W/m2 K


h

= h A ∆T

A

= (0.284 m)(3.14)(0.039 m) = 0.0348 m2

q

= (4.139 W/m2 K)(0.0348 m2)(15.700K) = 2.2594 W = (2.2594 J/det)(3600 det)(9 jam)

= 73.204 kJ = 0.073 MJ Kehilangan energi pada pipa penghubung ketel - kondensor vertikal 2 a. Data : Diameter pipa = 0.039 m, L= 0.22 m Suhu pipa bagian luar rata-rata = 64.90oC Suhu udara lingkungan rata – rata = 27.0 oC b. Mencari nilai h Tf = [(64 .90 + 27 .0) / 2] + 273 = 318 .94 o Κ Pr = 0.703


= (101.161 x 106)(0.22)3(37.880K)

= 40.802 x 106 GrPr = (40.802 x 106)(0.703) = 28.695 x 106

84

Lampiran 2 (lanjutan) menurut Mc Cabe (1999) bila nilai 104< GrPr < 109 maka : Nu = 0.59 (GrPr )1/4

Nu = 0.59[(40.802 x 106)(0.703)]0.25 = 43.182 Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :

h

= (Nu k)/ Lp

h

= [(43.182)( 2.770 x10-2)]/ 0.22 m = 5.438 W/m2 K


q A q

= h A ∆T = (3.14)(0.039 m)(0.22 m) = 0.0269 m2 = (5.438 W/m2 K)(0.0269 m2)(37.88 0K) = 5.549 W = (5.549 J/det)(3600 det/jam)(9 jam)

= 179.793 kJ = 0.179 MJ Total kehilangan panas pada pipa penghubung ketel-kondensor vertikal adalah : qpv = 0.073 MJ +0.179 MJ

= 0.252 MJ Pipa horisontal 1 a.

Data :

Suhu permukaan pipa bagian luar rata-rata

= 76.40oC


Tf = [(76.40 + 27.0) / 2 ] + 273 = 324.71 o Κ Pr = 0.702


= (93.659 x 106)(0.047)3( 49.410K)

= 0.480 x 106 GrPr = (0.480 x 106)(0.702) = 0.337 x 106

85

Lampiran 2 (lanjutan) Menurut Mc Cabe (1999) bila nilai 104< GrPr < 109 maka : Nu = 0.53 (GrPr

Nu

)1/4

= 0.53 [( 0.480 x 106)(0.702)]1/4 = 12.773


h h

= (Nu k)/ Dp = [(12.773)(2.814 x10-2 )]/ 0.047 = 7.646 W/m2 K


q A q

= h A ∆T = (3.14)(0.15 m)(0.047 m) = 0.0221 m2 = (7.646 W/m2 K)(0.0221 m2 )( 49.41 0K) = 10.640 W = (10.640 J/det)(3600 det/jam)(9 jam) = 344.747 kJ = 0.3447 MJ

Pipa horisontal 2 a. Data : Suhu permukaan pipa bagian luar rata-rata

= 40.4oC

Suhu udara lingkungan rata – rata = 27.0 oC b.

Mencari nilai h

Tf = [(40.4 + 27.0) / 2] + 273 = 306.72o Κ Pr = 0.706 Nilai Pr pada suhu Tf = 306.72 0K adalah 0.706 Gr = (121.517 x 106)(0.039)3 (13.430K) = 0.097 x 106 GrPr = (0.097 x 106)( 0.706) = 0.0684 x 106

86


Menurut Mc Cabe (1999) bila nilai 104< GrPr < 109 maka : Nu = 0.53 (GrPr

)1/4

Nu = 0.53 [( 0.097 x 106)(0.706)]1/4 = 8.570 Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :

h

= (Nu k)/ Dp

h

= [(8.570)(2.676 x10-2)]/ 0.039 = 5.880 W/m2 K


q

= h A ∆T

A

=

q

= (5.880 W/m2 K)(0.0282 m2)(13.43 0K)

(3.14)(0.039 m)(0.23 m) = 0.0282 m2

= 2.2239 W = (2.2239 J/det)(3600 det/jam)(9 jam)

= 72.0542 kJ = 0.0721 MJ Total kehilangan panas pada pipa penghubung horisontal adalah : qph

= 0.3447 M J + 0.0721 MJ

= 0.4168 MJ Jadi total kehilangan energi melalui pipa penghubung ketel-kondensor adalah : qPU

= qph + qpv = 0.3447 MJ + 0.4168 MJ

= 0.7615 MJ Dengan cara yang sama perhitungan kehilangan energi pada pipa penghubung ketel-kondensor setiap jam pada berbagai perlakuan di dapat : Laju alir uap air (l/jam/kg bahan) 1 Laju alir uap air konstan : 1 0.073 1.5 0.067 2 0.065 Laju alir uap air bertahap : (1.1.5.2) 0.114

Kehilangan Energi (MJ) Jam ke-

Total

2

3

4

5

6

7

8

9

0.066 0.069 0.067

0.064 0.066 0.072

0.062 0.065 0.068

0.057 0.063 0.067

0.061 0.061 0.071

0.065 0.066 0.071

0.062 0.062 0.068

0.072 0.043 0.073

0.583 0.561 0.621

0.114

0.122

0.131

0.125

0.126

0.130

0.144

0.136

1.141

87

Lampiran 3. Analisis Penggunaan Energi dan Efisiensi Peralatan Untuk semua perhitungan diambil salah satu contoh perlakuan yaitu perlakuan peningkatan tekanan bertahap dengan laju alir uap air 1 l/jam/kg bahan. B. Sumber Energi 1. Ketel Uap (Boiler) T(ºC)

(169.49 -100)ºC

100ºC

mL

26ºC Q

Gambar 1. Proses pembentukan uap dalam boiler

•

Data : Dari hasil penelitian diketahui tekanan rata-rata boiler dari dua kali

ulangan adalah 6.6 bar, yang berarti tekanan absolutnya = (6.64+0.981) bar = 7.581 bar (7.621 x 1.0526) kg/cm² =7.98 kg/cm² = 782.822 kPa. Berdasarkan tekanan absolut ini dan pertolongan tabel uap dapat diketahui : Tw (suhu uap) = 169.490ºC Cp uap Cp air

= 2 021.441 J/kgºC = 4 179.600 J/kgºC

L (Panas laten penguapan = 2 051 684.633 J/kg Mw (masa air) = 67.595 kg Ms (massa uap air) = 48.365 kg Massa uap air yang terbentuk = (volume air yang terkondensasi diketel suling + volume air distilasi) + (berat bahan setelah penyulingan - berat bahan sebelum penyulingan

•

Perhitungan energi yang dibutuhkanr untuk pembentukan uap air (energi

steam) : QB = [(MwCp(Tda-Tw) + (MsLs) + (MsCps(Ts-Tda)] Maka energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air adalah : QB = {[( 67.595 kg)(4 179.600 J/kg ºC)( 100 - 26) ºC)] + [(48.365)(2 051 684.633 J/kg)] + [(48.365 kg)(2 021.441 J/kg ºC)(169.76 - 100) ºC)]}

QB = 126 929 991.17 Joule = 126.930 MJ

88

Lampiran 3 (lanjutan) Perhitungan energi yang dibutuhkan untuk pembentukan uap air (energi steam (QB)) tiap peningkatan tekanan dan sistem Tekanan T air Tekanan Volume air (ºC) T uap (ºC) Cp (J/kgºC) Jam Uap kehfg Ts Air Uap Bar KPa Distilat Terkondensasi Tw Tda (bar) (J) di ketel 1 6.48 770.431 2.82 0.83 29.00 100 168.78 4 178.40 2 051.37 2 054 036.06 2 2 6.65 787.986 3.45 0.91 30.00 100 169.79 4 178.00 2 008.97 2 050 704.87

QB (Joule) 14 787 466.89 16 451 471.68

Jumlah : 2 033.91 2 052 664.40 2 033.91 2 052 664.40 2 008.97 2 050 704.87

31 238 938.57 14 800 638.52 14 841 283.30 24 843 366.51 54 485 288.33 20 606 635.82 18 593 903.30 18 010 668.33 18 091 645.99 75 302 853.44 126 929 991.17

2.5

3 4 5

6.55 6.55 6.65

777.659 777.659 787.986

3.25 2.88 4.08

0.48 0.91 3.75

31.00 100 169.19 32.00 100 169.19 32.00 100 169.79

4 178.20 4 178.40 4 178.40

3

6 7 8 9

6.7 6.7 6.7 6.8

793.149 787.986 793.149 803.475

3.29 2.93 2.76 2.90

2.83 2.38 2.27 2.16

32.00 32.00 31.00 31.00

170.07 169.79 170.07 170.56

4 178.40 4 178.40 4 178.20 4 178.20

Jumlah : 2 004.06 2 049 759.02 2 008.97 2 050 704.87 2 004.06 2 049 759.02 2 033.02 2 048 041.28 Jumlah :

16.52

26.00 100 169.49

4 179.60

2 021.44

Rata*Sistem rata 6.6 782.822 28.35 Berat bahan sebelum disuling = 3 kg Berat bahan setelah disuling = 6.5 kg

100 100 100 100

2 051 684.63

*Sistem adalah sistem penyulingan secara keseluruhan, perhitungan didasarkan pada rata-rata tekanan secara keseluruhan

89

Lampiran 3 (lanjutan) Dengan cara yang sama energi yang dibutuhkan untuk pembentukan uap air (energi steam (QB)) tiap jam pada perlakuan lainya: Energi (MJ)

Laju alir uap air (l/jam/kg bahan)

Ulangan

Jam ke-

Sistem

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

14.787

16.451

14.801

14.841

24.843

19.857

18.594

18.008

18.070

126.93

2

16.803

14.479

17.710

15.834

16.035

22.536

23.330

24.576

-

128.19

1

20.886

18.764

21.556

23.857

22.705

22.445

22.185

34.474

-

152.34

2

21.851

24.148

24.590

22.766

27.810

31.592

24.637

25.726

25.078

153.15

1

26.077

27.217

24.480

26.265

30.351

28.248

26.780

22.212

32.660

217.77

2

20.971

27.488

26.539

21.577

25.157

22.601

25.886

31.411

31.060

208.44

1

17.849

16.349

19.435

22.287

16.838

29.205

25.136

23.752

25.068

167.591

2

18.376

16.341

19.137

17.908

20.985

24.613

22.005

23.839

33.602

177.223


1.5

2


90


3. Ketel Suling (Destillator) Tekanan uap yang masuk ke ketel suling diatur dengan membuka valve pada pressure reducing valve (PRV) sesuai dengan tekanan uap yang diinginkan, suhu dalam ketel suling dilihat berdasarkan display pada pressure gauge pada ketel dengan satuan kg/cm².

•

Data :

Pada penyulingan dengan tekanan uap bertahap dan laju alir 1 l/jam/kg bahan diperoleh: Tekanan rata-rata ketel (sistem) = 2.8 kg/cm² = 277.409 kPa Massa air distilat = 44.865 kg Berdasarkan tekanan absolut ini dan tabel uap maka : Suhu Uap = 2183.79 ºC hg (entalpi steam) = 2 721 112.97 J/kg

•

Perhitungan energi yang dimanfaatkan ketel untuk menguapkan distilat

QD = (mad hg)

mad = volume air distilat + volume air terkondensasi di ketel

QD

= (44.865 kg)( 2 721 112.97 J/kg)

QD

= 122 082 733.4 Joule

= 122.08 MJ Efisiensi ketel suling (Distilator) : ηD

= QD/QB x 100% 122.08 MJ ηD = x 100% 126.93 MJ = 96.18 %

91

Lampiran 3 (lanjutan) Perhitungan energi yang dimanfaatkan ketel suling (QD) untuk mengekstrak minyak dan efisiensi ketel suling ; Tekanan Uap

Tekanan Ketel

Kg/cm²

KPa

1

2.35

230.54

Vol. Air Destilat (lt) 2.82

2

2.20

215.82

3.45

Jam ke-

(bar)

2

2.5

3

Vol.air terkondensasi di ketel (lt) 0.825

hg J/kg

QD (J)

QB (J)

2 712 933.83

9 888 643.8

14 787 466.89

0.91

2 709 933.65

11 815 310.7

16 451 471.68

Jumlah:

21 703 954.5

31 238 938.57

3

2.55

250.16

3.25

0.48

2 716 934.06

10 134 164.1

14 800 638.52

4

2.70

264.87

2.875

0.91

2 719 934.24

10 294 951.1

14 841 283.3

5

2.70

264.87

4.08

3.75

2 719 934.24

21 297 085.1

24 843 366.51

Jumlah:

41 726 200.3

54 485 288.33

Efisiensi çD (%)

69.48

76.58

6

3.20

313.92

3.29

2.83

2 727 246.73

16 690 750.0

20 606 635.82

7

3.25

318.83

2.925

2.38

2 727 945.91

14 471 753.1

18 593 903.3

8

3.20

313.92

2.76

2.27

2 727 246.73

13 718 051.0

18 010 668.33

9

3.30

323.73

2.9

2.16

2 728 645.10

13 806 944.2

18 091 645.99

Jumlah:

58 687 498.30

75 302 853.44

77.94

2 721 112.97

122 875 315.46

126929991.2

96.81

*Sistem Rata-rata

2.80

270.89

28.35

16.515


92

Lampiran 3 (lanjutan) Dengan cara yang sama didapatkan energi yang dimanfaatkan untuk mengekstrak minyak pada perlakuan lainya : Energi (MJ) Laju alir uap air (l/jam/kg bahan)

Jam ke-

Ulangan 1

2

3

4

5

Sistem 6

7

8

9


1.5

2

1

9.889

11.815 10.134 10.295 21.297 16.691 14.472 13.718 13.807 122.875

2

13.592 10.867 14.454 12.648 12.539 18.573 19.450 20.782

-

122.411

1

16.649 14.298 17.524 20.121 19.000 18.506 18.246 18.178

-

142.809

2

17.493 15.392 20.652 14.280 18.414 21.976 15.998 16.812 16.376 157.433

1

22.925 24.335 21.570 23.538 27.926 25.531 24.040 19.271 30.670 219.258

2

17.390 24.715 23.717 18.142 22.098 19.350 22.991 29.450 28.581 205.842

1

13.722 12.208 15.736 18.932 12.986 26.651 22.168 20.638 22.086 165.391

2

14.283 12.166 15.364 13.956 17.496 21.512 19.544 20.609 31.325 166.408


93


4. Kondensor Pada penyulingan tekanan bertahap dan laju uap 1 l/jam/kg bahan selama 9 jam diperoleh :

•

•

Data : massa air pendingin (ma) suhu air pendingin masuk (tm)

= 624.42 kg = 31.11 ºC

suhu air pendingin keluar (tk) Cp air

= 53.4 ºC = 4 179.20 J/kgºC

Energi yang diserap air pendingin (QL) : QL = (ma Cpair (tk - tm) = 624.42 kg x 4 179.20 J/kgºC x (53.1 – 30.8) ºC = 58 003 758.9 Joule

Efisiensi Kondensor =( QL/QD) x 100%

= 47.38 %

Perhitungan energi yang diserap air pendingin dan efisiensi kondensor Tekanan Uap

Jam ke-

Massa air (lt)

(bar)

2

2.5

3

*Sistem

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Rata-rata

66.6 68.58 135.18 73.44 72.9 66.6 212.94 72.72 68.4 68.76 66.42 276.3 624.42

Suhu Air masuk ºC 29 30 29.5 31 32 32 31.7 32 31.5 31 31 31.4 30.8

Air keluar ºC 51 52 51.5 53 53.5 53 53.2 55.5 52.5 55 55 54.5 53.1

Cp air

QL

QD

(J/kg ºC)

(J)

(J)

Efisiensi Kondensor çK (%)

4 180.00 4 179.80 4 180.80 4 179.50 4 179.30 4 179.20 4 180.20 4 179.20 4 179.20 4 179.20 4 179.20 4 180.20 4 179.20

6 124 536.00 6 306 315.00 12 430 851.00 6 752 734.60 6 550 425.90 5 845 029.10 19 148 189.60 7 141 918.50 6 003 002.90 6 896 683.00 6 661 979.10 26 703 583.50 58 003 758.90

9 888 643.80 11 815 310.70 21 703 954.50 10 134 164.10 10 294 951.10 21 297 085.10 41 722 045.00 16 690 750.00 14 471 753.10 13 718 051.00 13 806 944.20 58 687 498.30 122 082 733.4


94

57.27

45.89

45.50 47.51

Lampiran 3 (lanjutan) Dengan cara yang sama untuk perlakuan lainnya Laju alir uap air (l/jam/kg bahan)

Energi (MJ)

Ulangan

Jam ke-

Sistem

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

11.373

9.680

10.003

7.220

10.702

11.954

19.008

6.543

-

101.182

2

6.125

6.306

6.753

6.550

5.845

7.142

6.003

6.897

6.662

57.954

1

9.863

9.575

9.337

7.443

9.791

7.461

9.404

9.539

26.427

77.826

2

11.003

10.348

4.804

12.926

9.657

19.780

10.268

10.332

9.779

102.187

1

9.685

12.337

11.637

11.569

13.184

13.671

13.813

14.773

11.647

112.331

2

13.611

10.913

10.545

8.717

10.962

16.867

11.962

15.439

13.446

123.207

1

8.174

6.018

13.635

13.104

11.689

14.286

15.028

10.121

11.529

105.093

2

5.172

5.876

12.087

8.243

10.717

11.670

12.724

12.061

9.242

91.517


1.5

2


95


• Penentuan koefisien pindah panas menyeluruh (U) Dengan mengetahui besarnnya energi yang diserap air pendingin maka koefisian pindah panas menyuluruh (U) dapat dihitung dengan persamaan Q = UA∆T

U=

Luas pindah panas kondensor

Q A ∆T

:

Luas pindah panas kondensor adalah 0.53694 m² dengan panjang pipa spiral 9 m dan diameter pipa 19 inchi atau 0 .019 m 1 Btu =

1 055 joule

1 feet =

0.0929 m²

1 °F = 0.55556°C Perubahan suhu pada kondensor

Uap 131.01ºC

Distilat 27 ºC KONDENSOR

Air keluar 53.4 ºC 31.11ºC Perbedaan suhu logaritmik : ∆TLMTD =

Air masuk

(Τ1'−Τ2' ' ) − (T2'-T1" ) ln(Τ1'−Τ2' ' /(T2'-T1" )

(131.01 − 53.4)°C −(27 − 31.11)°C Ln(131.01 − 53.4)°C (25 − 29)°C =76.60°C Q

U

= madCpa (Tak – Tam) = (624.42 kg)( 4 179.20 J/kg ºC)((55- 31ºC) = 58 280 532.10 J = (58 280 532.10 J/ 0.53694 m² )(76.60 ºC) = 1 416 975.58 J/ m² °C atau 69.37 Btu/feet² °F = 393.604 W/ m² °C

96

Lampiran 3 (lanjutan) Perhitungan kooefisien pindah panas menyeluruh (U) Suhu ºC

Uap

ÄLMTD

Destilat

U

U

QL

Joule/

Btu/feet²

(Joule)

M² °C

°F

79.57

6 124 536.00

143 344.79

7.02

52

70.24

6 306 315.05

167 218.67

8.19

31

53

74.68

6 752 734.56

168 396.85

8.24

26.75

32

53.5

74.18

6 550 425.86

164 453.57

8.05

129.275

27

32

53

76.04

5 845 029.12

143 151.00

7.01

72.72

134.805

27

32

55.5

79.08

7 141 918.46

168 206.05

8.24

7

68.4

134.805

27

31.5

52.5

82.08

6 003 002.88

136 211.48

6.67

8

68.76

134.805

27

31

55

79.58

6 896 683.01

161 409.02

7.90

9

66.42

134.805

27

31

55

76.93

6 661 979.14

161 277.60

7.90

sistem

624.42

130.144

27

31.1

53.4

76.60

58 280 532.10

1 416 975.58

69.37

Massa air

masuk

Air

Air

pendingin

kondensor

masuk

keluar

1

66.6

130.801

25

29

51

2

68.58

122.472

25.5

30

3

73.44

127.914

26.25

4

72.9

127.914

5

66.6

6

Jam ke-

97

Lampiran3 (lanjutan) Dengan cara yang sama untuk perlakuan lainnya : Koefisien pindah panas menyeluruh , U (W/m² °C ) Laju alir uap air

Jam ke-

Ulangan

(l/jam/kg bahan)

Sistem

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

86.794

71.801

68.082

47.856

70.080

76.746

132.683

42.273

-

691.792

2

39.818

46.450

46.777

45.682

39.764

46.724

37.837

44.836

44.799

393.604

1

83.153

103.821

82.056

79.069

70.615

47.601

64.363

67.561

-

588.085

2

83.217

76.283

32.164

122.955

76.781

153.340

63.443

63.867

59.384

654.067

1

95.949

151.222

112.004

111.343

128.196

116.781

134.498

142.711

96.309

1071.857

2

125.241

118.324

103.769

99.870

106.675

133.083

83.547

115.639

86.244

1019.334

1

59.663

60.201

96.570

105.867

86.061

116.269

118.574

82.371

93.831

852.779

2

31.769

51.725

88.359

72.572

90.446

98.007

85.918

79.296

70.719

710.642

Laju alir uap air konstan :

1

1.5

2


98

Lampiran 4. Prosedur Pengujian Minyak Akar Wangi 1. Penentuan warna (SNI 06-2386-2006) Prinsip Metode ini didasarkan pada pengamatan visual dengan menggunakan indra penglihatan langsung, terhadap contoh minyak akar wangi. Prosedur : Pipet 10 ml contoh minyak akar wangi, masukkan kedalam tabung reaksi, hindari adanya gelembung udara. Sandarkan tabung reaksi berisi contoh minyak akar wangi pada kertas atau karton berwarna putih. Amati warnanya dengan mata langsung, jarak pengamatan antara mata dan contoh 30 cm.

2 . Bau (SNI 06-2386-2006) Metode ini didasarkan pada pengamatan visual dengan menggunakan indra penciuman langsung, terhadap contoh minyak akar wangi. Penyajian hasil uji : Hasil uji yang disajikan harus sesuai dengan warna contoh minyak akar wangi yang diamati. Apabila contoh minyak akar wangi yang diamati berwarna kuning muda, maka warna contoh minyak akar wangi dinyatakan kuning muda.

3. Penentuan bobot jenis (SNI 06-2386-2006) Prinsip : Perbandingan antara berat minyak dengan berat air pada volume dan suhu yang sama. a). Cara kerja: Cuci dan bersihkan piknometer, kemudian basuh berturut-turut dengan etanol dan dietil eter. Keringkan bagian dalam piknometer tersebut dengan arus udara kering dan sisipkan tutupnya. Biarkan piknometer di dalam lemari timbangan selama 30 menit dan timbang (m), Isi piknometer dengan air suling sambil menghindari adanya gelembung-gelembung udara. Celupkan piknometer ke dalam penangas air pada suhu 20oC ± 0,2 oC selama 30 menit, sisipkan

99


penutupnya dan keringkan piknometernya. Biarkan piknometer di dalam lemari timbangan selama 30 menit, kemudian timbang dengan isinya (m1). Kosongkan piknometer tersebut, cuci dengan etanol dan dietil eter, kemudian keringkan dengan arus udara kering. Isilah piknometer dengan contoh minyak dan hindari adanya gelembung-gelembung udara, celupkan kembali piknometer ke dalam penangas air pada suhu 20 oC ± 0,2 oC selama 30 menit. Sisipkan tutupnya dan keringkan piknometer tersebut. Biarkan piknometer di dalam lemari timbangan selama 30 menit dan timbang (m2). b). Penyajian hasil uji

dimana : m, adalah massa piknometer kosong (g); m1, adalah massa, piknometer berisi air pada 20oC (g); m2, adalah massa, pikonometer berisi contoh pada 20oC (g).

4. Penentuan indeks bias (SNI 06-2386-2006) Prinsip Metode ini didasarkan pada pengukuran langsung sudut bias minyak yang dipertahankan pada kondisi suhu yang tetap. a). Cara kerja : Alirkan air melalui refraktometer agar alat ini berada pada suhu saat pembacaan akan dilakukan. Suhu harus dipertahankan dengan toleransi ± 0,2 oC Sebelum minyak ditaruh di dalam alat, minyak tersebut harus berada pada suhu yang sama dengan suhu dimana pengukuran akan dilakukan. Pembacaan dilakukan bila suhu sudah stabil b). Penyajian hasil uji

100


dimana : = pembacaan yang dilakukan pada suhu pengerjaan = indeks bias pada suhu 20o; = suhu yang dilakukan pada suhu pengerjaan; = suhu referensi (20oC); = faktor koreksi untuk indeks bias.

5. Penentuan kelarutan dalam etanol (SNI 06-2386-2006) Prinsip Kelarutan minyak akar wangi dalam etanol absolut atau etanol 95 % membentuk larutan yang bening dan cerah dalam perbandingan-perbandingan seperti yang dinyatakan. a). Cara kerja : Tempatkan 1 ml contoh minyak dan diukur dengan teliti di dalam gelas ukur yang berukuran 10 ml atau 25 ml. Tambahkan etanol 95 %, setetes demi setetes. Kocoklah setelah setiap penambahan sampai diperoleh suatu larutan yang sebening mungkin pada suhu 20 oC. Bandingkanlah kekeruhan yang terjadi dengan kekeruhan larutan pembanding, melalui cairan yang sama tebalnya, bila larutan tersebut tidak bening. b). Penyajian hasil uji : Hasil uji dinyatakan sebagai berikut: Akan membentuk larutan jernih atau opalesensi ringan, apabila ditambahkan etanol sebanyak maksimum sepuluh kali volume contoh

6. Penentuan bilangan asam (SNI 06-2386-2006) Prinsip Asam-asam bebas dinetralkan dengan larutan terstandar kalium hidroksida etanol. a). Cara kerja : Timbang 4g ± 0,05 g contoh minyak, larutkan dalam 5 ml etanol netral pada labu saponifikasi penyabunan, tambahkan 5 tetes larutan fenolftalein sebagai indicator. Titrasi larutan tersebut dengan kalium hidroksida 0,1 N sampai warna merah muda

101


b). Penyajian hasil uji :

dimana: 56,1

= adalah bobot setara KOH;

V N

= adalah volume larutan KOH yang diperlukan (ml); = adalah normalitet larutan KOH (N);

m

= adalah massa contoh yang diuji (g).

7. Penentuan bilangan ester (SNI 06-2386-2006) Prinsip Penyabunan ester-ester dengan larutan KOH alkohol berlebihan. KOH dititrasi kembali dengan asam klorida (HCl). Ester-ester dihidrolisis dengan larutan standar kalium hidroksida berlebih pada kondisi panas. Kelebihan alkali ditetapkan dengan titrasi kembali dengan asam klorida. Cara kerja a). Pengujian blanko : Isi labu penyabunan dengan beberapa potong batu didih atau porselen, lalu tambahkan 25 ml larutan kalium hidroksida 0,5 N dalam alcohol. Refluks dengan hati-hati di atas penangas air mendidih selama 1 (satu) jam setelah larutan mendidih. Diamkan larutan hingga menjadi dingin. Lepaskan kondensor refluks dan tambah 5 tetes larutan fenolftalein dan kemudian titrasi dengan HCl 0,5 N sampai diperoleh perubahan warna. b). Pengujian contoh : Timbang contoh 4 g ± 0,05 g dan masukkan ke dalam labu, tambahkan 25 ml kalium hidroksida 0,5 N dan batu didih. Refluks diatas penangas air selama 1 jam. Lepaskan kondensor refluks, tambahkan 5 tetes larutan fenolftalein, dan titrasi dengan HCl 0,5 N sampai diperoleh perubahan warna

102


c). Penyajian hasil uji : Bilangan ester (E) dihitung dengan rumus:

dimana : 56,1

= adalah bobot setara KOH;

V1

= adalah volum HCl yang digunakan dalam penentuan blanko (ml);

Vo

= adalah volume HCl yang digunakan untuk contoh (ml);

M

= adalah massa dari contoh yang diuji (g);

N

= adalah normalitet HCl (N).

8. Penentuan bilangan ester setelah asetilasi (SNI 06-2386-2006) Prinsip Asetilasi minyak atsiri oleh anhidrida asetat dengan adanya natrium asetat. Isolasi dan pengeringan minyak atsiri yang terasetilasi tersebut. Penentuan bilangan ester setelah asetilasi. Perhitungan kadar alkohol bebas, dengan memperhatikan bilangan ester minyak sebelum asetilasi a). Cara Kerja 1. Campurkan kira-kira 10 ml contoh minyak, 10 ml asam asetat anhidrat dan 2 g natrium asetat anhidrat dalam labu asetilasi. Tambahkan potongan-otongan kecil batu apung atau porselen dan lengkapilah labu tersebut dengan pendingin reflaksinya. 2. Panaskan labu dengan alat pemanas dan refluks cairan dengan hati-hati selama 2 jam. Biarkan menjadi dingin. 3. Tambahkan 50 ml air suling dan panaskan pada suhu antara 40°C-50°C selama 15 menit, menggunakan alat pemanas dan sering dikocok. Dinginkan sampai suhu kamar. 4. Tanggalkan pipa refluks dan pindahkan cairan ke dalam corong pemisah lalu bilas labu dua kali masing-masing dengan 10 ml air suling, dan tambahkan air

103


5. pencucian ini ke dalam isi corong pemisah. Tunggu sampai cairan memisah dengan sempurna, kemudian buanglah lapisan airnya. 6. Cuci lapisan minyak dengan jalan menggosok berurut-turut dengan 50 ml larutan natrium khlorida, 50 ml larutan natrium karbonat/natrium khlorida, 50 ml larutan natrium khlorida, 20 ml air suling. 7. Kocok dengan baik minyak atsiri yang terasetilasi ini dengan larutan larutan jenuh tersebut kemudian hati-hati dengan air suling sedemikian rupa sehingga bila pencucian telah dilakukan dengan baik minyak itu netral terhadap kertas lakmus (pH7). 8. Pindahkan lapisan minyak ke dalam sebuah tabung yang kering dan kocoklah beberapa kali selama 15 min dengan sedikitnya 3 g magnesium sulfat anhidrat. Saringlah minyak yang sudah dikeringkan itu. Ulangi pengocokan dengan 3 g magnesium sulfat berikutnya sampai minyak yang reasetilasi ini bebas dari air. 9. Timbanglah sampai ketelitian 0,5 mg minyak atsiri yang terasetilasi sebanyak 2 g dan tambahkan 2 ml air suling dan 0,5 ml larutan fenolptalein. 10. Tambahkan 25 ml larutan etanol kalium hidroksida 0,5 N. Didihkan campuran tersebut dalam pendingin refluks diatas penangas air selama 1 jam, kemudian dinginkan dengan cepat, dengan menambhkan 20 ml air suling dan titrasi kelebihan alkali dengan larutan asam khlorida 0,5 N. b). Penyajian hasil uji Pertama-tama hitunglah bilangan ester dari minyak atsiri

dimana : a = volume dalam ml dari larutan HCl 0,5 N yang digunakan untuk menitrasi blanko; b = volume dalam ml larutan dari larutan HCl 0,5 N yang digunakan untuk menetralisasi penentuan contoh; c = berat contoh minyak dalam g setelah asetilasi.

104


9. Penentuan alkohol bebas sebagai vetiverol Senyawa-senyawa alkohol bebas sebagai vetiverol dihitung dari bilangan ester setelah asetilasi dan sebelum asetilasi Lampiran 7 (lanjutan)

dimana : M adalah bobot molekul vetiverol E1 adalah bilangan ester setelah asetilasi E2 adalah bilangan ester sebelum asetilasi

105

106

DAFTAR PUSTAKA. BPS Buletin Statistik Perdagangan Luar Negeri Expor. BPS. Jakarta

Recommend Documents