.
-;}-00
J
LAPORAN PENELITIAN PENELITIAN KERJASAMA ANTAR PERGURUAN TINGGI (HIBAH PEKERTI)
APLIKASI METODA OHMIC HEATING UNTUK EKSTRAK MINY AK LEMON BERBASIS PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER DRS. ELIH MUL YANA, M.SI. ANGGOTA: 1. IR. TOTOTOHIR, MT. 2. DRS. YOYO SOMANTRI, ST, M.PD 3. DR.IR. EDY HARTULISTIYOSO, M.SC. 4. DR.IR. ROKHANI HASBULAH, M.SI.
Dibiayai oleh :
Oirektorat Jendral Pendidikan Tinggi, Oepartemen Pendidikan Nasional, Sesuai dengan surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Penelitian No. 032/SP2H/PP/DP2M/lll/2007, Tanggal 31Desember2006
UNITVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
2007
DOKUME.FASl
& ARSiP
PPENAS Acc. No. : Class :
1.:
!..}fi
~'?...?J
!.2
- ..
s;; '·······-····························
Checked : : ... J':?.:... C:.?..:_
.. 9.~.....
HALAMAN
PENGESAHAN
1. Judul Penelitian : Aplikasi Metoda Ohmic Heating untuk Ekstrak Minyak Lemon (Suplay listrik secara manual) 2. Ketua Tim Peneliti Pengusul (TPP) a. Nama : Drs.Elih Muiyana, M.Si. b. Jenis Kelamin : Laki-laki c. NIP :131 975 871 d. Jabatan Fungsional : Lektor e. Jabatan Struktural f .. Bidang keahlian : Keteknikan Pertanian danTeknik Elektro g. Program studl/Jur . : Tek.Tenaga Elektrik/Teknik Elektro h. Perguruan Tinggi : Universitas Pendidikan Indonesia 3. Anggota Penelitia : 4 (empat) orang 4. Ketua Tim Peneliti Mitra (TPM) a. Nama : Dr. Ir. Edi Hartulistiyoso, M.Sc. b. Jenis kelamin : Laki-laki c. NIP : 131 841 748 d. Pangkat/Golongan : Penata/lllC e. JabatanFungsional : t.ektor f. Jabatan Struktural : Direktur Properti IPB g. Bidang keahlian : Keteknikan Pertanian h. Program stuai/Jur : Keteknikan Pertanaiant Dep.Teknik Pertanian 5. Jangka waktu dan Pendanaan a. Janqka waktu yang diusulkan : 2 tahun b. Jangka waktu yang sudah dijalani : 1 tahun c. Biaya yang disetuji tahun 1 : Rp.60.000.000 Bandung,2koktober 2007 Ketua TPP,
Dr. Ir. Edi Hartulistiyoso, P. 131 841 748
M.Sc.
RINGKASAN
DAN SUMMARY
Limbah lemon rnernpunyai potensi bila diproses l~bih lanjut untuk menghasilkan minyak lemon. Kandungan limbah ini kadar air 84,4% dan minyak lemon yang didalamnya tersusun
atas usnsur C,H,O, N, S.
Berdasarkan kandungan kimianya limbah ini merupakan penghantar listrik, sehingga dalam penelitian ini dikenibangkan
ekstrak minyak lemon
dengan metoda ohmic heating dimana kulit lemon dijadikan status penghantar listrik. Tujuan penelitian ini adalah : merancanq dan membangun alat ohmic heating menentukan karakteristik pengolahan limbah lemon dengan cara ohmic heating, dan memanfaatkan limbah lemon untuk diambil minyaknya,
dan dalam pelaksanaannya untuk membangun kerjasama
penelitian anatara departemen Teknik Pertanaian
IPB dan Jurusan
Teknik Elektro UPI. Penelitian dilakukan dengan cara eksperimen. Perlakuan ~elistrikan dilakukan dengan tegangan
variable (dari 101 - 20 V), dan arus tetap
9,43 A. Sedangkan perlakuan pada kulit
adalah lperajangan 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 adalati dengan GC MS, fisiko-kimia dan
perhitungan rendemen. Adapun,
spesifikasi alat: box ohmic heating, 21 cm x 11 cm x 42 cm; elektroda 10 cm
x 20,5 cm x 0,12
cm; tenninal 4 cm x 45cm x 0,2 cm; Auto trafo 3000
W, 0-250 V, 10 A. Data Hasil percobaan menunjukan : tahanan jenis kulit lemon me:nurun
dari
3,83x106
ohm-mm
sampai
7,05x105
ohm-mm
dan
konduktivitas listriknya meningkat dari 2,61 x10-7 Simm hingga 1,42 x10-6 ~/mm begitu pula suhu pemanasan meningkat dari 20°C sampai 102°C, suhu rata-rata 98.6
°c.
dari 4,5 kg kulit jeruk dipercleh rendemen minyak
0,01 % dengan konsumsi pemakaian energi rata-rata 3,259 kWh ( biaya Rp.1630,-). Uji fisiko-kimia minyak lemon: bobotjenis 0_,8786, indeks bias _ 1,4710, bilangan asam 3,23, bilangan ester 80,96 secara umum nilai-nilai
ii
tersebut mendekati kualitas minyak California maupun Italia. ldentifikasi minyak lemon dengan GC Ms
diperoleh 34 nama komponen
dengan
komposisi 74,77 % terdiri dari golongan Terpen dan 25, 1 % terdiri dari
golongan Terpen-0.
iii
CAPAIAN INDIKATOR KINERJA
1. Penelitian ini
merupakan
salah satu cara untuk rnenqatasi
permasalahan penanganan- limbah lemon dengan cara ekstrak, sehingga limbah 1ni dapat menjaai bahan yang menghasilkan nilai ekonomi yang tinggi. 2. Dari hasil percobaan 11 kg jeruk diperoleh minyak rata-rata 3,5 ml, dengan kualaitas minyak sama .cfengan Rualitas minyak Italia dan Clifomia. 3. Penelitian ini memadukan dua disiplin ilmu yakni
ilmu keteknikan
pertanian dengan ilmu Teknik Elektra. Secara teknis ada beberapa bagian penelitian
yang dikerjakan di IPB dan di UPI,
yang
dikerjakan bersama-sama oleh kedua tim maupun secara bergiliran, Tim peneliti pengusul dan tim
peneliti
tanggungjawab sama sesuai dengan
mitra
bidang
mempunyai garapan
dan
keahliannya, sehingga keduanya mempunyai hak dan kewajiban yang sama. 4. Metoda ohmic heating merupakan metoda dikembangkan oleh kedua disiplin ilmu,
ekstrak baru yang hasil
pengembangan
teknologi ini dijadikan bahan informasi bagi penqembanqan. bidang pertanian dan pengembangan bidang pendidikan teknik elektro yang diharapkan
dapat
dimanfaatkan
untuk
kepentingan
industri
pengolahan limbah, pendidikan, penelitian maupun pengabdian pada masyarakat. 5. Pada akhimya temuan dari pnelitian ini dapat dipublikasikan baik secara nasional maupun intemasional
dan penelitian ini akan
memberikan landasan untuk pengembangan_ pengolahan limbah untuk skala pabrik (scalling up).
iv
PRAKATA Alhamdulillah penelitian (PEKERTI) kerja kerjasarna IPB dengan UPI tahun pertama telah tertaksana sekalipun hasinya belum maksimal. Perolehan minyak masih rendah rendemerr 0,01 % atau seper sepuluh dari kandungan minyak yang ada pada kulit lemon. Hal ini terjadi karena metoda Ohmic heating ini merupakan metoda baru, dimana dalam prosesnya telah dicoba beberapa pertakuan, namun belum menunjukan hasil yang baik, sehingga
harus dicari beberapa
pertakuan untuk
mendapatkan minyak sesuai yang maksimal. Kesempumaan hasil penelitian diharapkan pada tahun kedua dapat tercapai,
maka peneliti
mengharapkan
Dlt<TI dapat
memberikan
dukungan pada penelitian ini. Pada kesempatan
ini kami mengucapkan
terima
kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada : 1. DP2M DIKTI beserta Tim Penilai hibah Pekerti 2. Ketua Departemen Teknik Pertanian IPB 3. Ketua Jurusan Teknik Elektro UPI yang telah memberikan dukungan dalam penelitian ini. Akhimya tak ada gading yang tak retak, saran dan kritikan untuk penelitian ini sangat kami harapkan BandungUoktober
v
2007
DAFTARISI halaman HALAMAN PENGESAHAN ....•..•••......••...•.....•.......•.................... RINGKASAN DAN SUMMARY ..•..•.............................•............. CAPAIAN INDIKATOR KINERJA ..•....•..••.••....•••••••.•.....•......•..... PRAKA TA ~.................................................................. DAFTAR ISi •.............•............•.....••.•.~ •.•• ~................................... DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN..................................................................
ii iv
v vi viii
ix x
PENDAHULUAN...................................................................
1
II. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN TAHUN KE SATU
3
I.
a. Tujuan b. Manfaat....... .. .. . .
3 . ..
.. .
..
. . . . . . . . .. .. . . .. . .
3
Ill. TINJAUAN PUSTAKA.......................................................... a. Buah Jeruk
4
:.'.............
4
b. Pemanasan cara Ohmic.....................................................
5
IV. METODE PENELITIAN ........•••........•.•••............................... a. Rangkkaian Sistem Ohmic Heating
9
. . . .. . . .. .. . .. . . . . . .. . . . . . . . . . . .
9
b.Perlakuan Percobaan
9
c. Pengujian Minyak Lemon...................................................
11
d. Analisis Rende men .. . . . . .. .. .
12
..
. .. . .
.. . . . . . . . ..
V. HASIL DAN PEMBAHASAN .•••.•.••••...••••..••...••....•............... a. Karakteristik Kelistrikan ..
. ..
..
.
.. ..
13
.. . . . . .
13
b. Karakteristik Pemanasan . . . . . .. . .. .. .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
c. Karakteristik Daya Listrik...
16
.
.. . . . . ..
d. Analisis Sifat-Fisiko Kimia Minyak Lemon......................... e. Analisis Rendemen
..
. ..
..
.. .. . . ..
17 ..
19
f. Analisis Kualitas minyak lemon...........................................
19
VI. KESIMPULAN DAN SARAN................................................
21
a. Kesimpulan
·
b. Saran................................................................................
vi
21 22
VII. RENCANA PENELITIAN TAHUN KEDUA........................... a. Tujuan . . . . . .. .. .. . . . .
...
.
.. . .
..
b. Metode c. Alat dan Bahan .. . . . . .. . .. . . . . . . . .. . . . .
.
..
23
....
24
:......... ..
24
. . . . .. . . . . .. . . . . . . . . .. . .. . . .
25
d. Perlakuan Percobaan......................................................
25
e. Pengujian minyak
25
c. Jadwal Kerja .. . .. . .. .
~ .. .. .
;.................................. . . .. .. .. ..
. . .. . . . . . .
.
26
DAFTAR PUST AKA
28
LAMPIRAN
30
vii
DAFTAR TABEL
Tabel
halaman
Tabel 1. Hasil Percobaan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
Tabel 2. Sifat Fisiko-Kimia Minyak Lemon
.-..........................
18
Tabel 3. KomposisiKomponenMinyak Lemon Ohmic Heating.
20
Tabel 4. Distribusi beban waktu dan tugas.................................
26
Tabel 5. RencanakegiatanTahun II
27
..
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
halaman
Gb. 1. Struktur Pen ampang Jeruk.. .. . .. .. .. . . .. Gb. 2 Ali ran Arus Listrik . . . . . .. . . . . . . . . .. .
. ..
.. . .
4
. .. . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . .. .. . . .. ..
Gb. 3 Rangkaian Resistansi paralel
5
:.........................
8
Gb. 4 Rangkaian Sistem Ohmic heating . . .. . . .. . .. .. . . . . ..... ... .. . . . . .. ..
9
Gb. 5 Rajangan 8 bagian . ... . . . .. .. . . . . .. . . . . .
9
_
.. . . . . . .. .. . . . .. . . . .. . . .. . . . ..
Gb. 6 Rajangan kedua (6mm)
9
Gb. 7 Pengukuran Tegangan
10
Gb. 8 Pengukuran arus . . . . . .
. . . . .. .. . .. ..
Gb. 9 Seting Pengukuran Suhu...
. .. .. . .. . . . . . .
. . . . . ..
Gb. 1 O Karakteristik Arus . ..... .. . . . .
.. .. .
.. .. . .. .. . .. . .. . ..
.. .
.
. . . .. . . . ..
1O ..
1O
.. . . .
13
Gb. 11 Perubahan Teagangan listrik
14
Gb. 12 Perubahan Tahanan Jenis listrik
~:...........
Gb. 13 Perubahan Konduktivitas Listrik . Gb. 14 Perubahan Suhu Pemansan
.. . .
14 15
.
15
..
Gb. 15 Karakteristik Daya
16
Gb. 16 Hasil Perancangan Alat Ohmic heating (box dalam)
30
Gb. 17 Hasil Perancangan Box luar .
.
30
Gb. 18 Elektroda Ohmic Heating
31
Gb. 19 Power Regulator
31
Gb. 20 Jeruk Lemon . . .. . . . . .. . .. .
.
..
32
Gb. 21 Alat Perajang Kulit lemon...............................................
32
Gb. 22 Penimbangan Bahan .
33
.
.
.
Gb. 23 Pemasukan Bahan ·······································~················· Gb. 24 Pemasukan Bahan pad a Box Luar . ..
33
Gb. 25 Seting alat Ukur. .. . . .. . .. .. .
.. . . .
34
..
35
.-................
35
...
.
Gb. 26 Proses Pemanasan
.. .
.. ..
Gb. 27 Cairan Hasil Pernanasan
34
Gb. 28 Ali ran Cai ran (yang didinginkan Kondensor)
36
Gb. 29 Proses Dekantasi dengan Flowrentine ... . .. . . .• .. . . .. .. . .
36
Gb. 30 Hasil Dekantasi dengan Flowrentine
37
Gb. 31 Produksi Minyak
. ..
.. .. .. .
..
.37
ix
DAFT~R LAMPJ,RAN ·
Lampiran 1. Perancangan ohmic Heating
halaman
.. . . .
30
Lampiran 2 Bahan dasar (Jeruk Lemon) .. :...............................
32
Lampiran 3 Percobaan dan proses percobaan
.. . . .. .. . .. . . .
33
Lampi ran 4 Minyak lemon yang dihasilkan ... ..
.. . .. . . . .. .. . . .. . .
37
x
I. PENDAHULUAN Limbah lemon
mempunyai pH rendah yakni 2,2 -2,4, pH ini
bersitat asam, bila -dibuang ke tanah a~aR mengurangi kesuburan tanah lama kelamaan tanah menjadi tidak cocok 4ntuk tanaman, smentara limbah tersebut mempunyal potensi ekonomi eukup tinggi bila .Qiproses lebih lanjut, yakni menghasilkan minyak lemon dan harga minyak lemon menurut pasarandunia US $1200-per-liter. Limbah ini mempunyai kadar air 84,4% dan pada minyak lemon didatamnya tersusun
atas unsur C,H,O, N, S. 8erdasarkan kandungan
kimianya limbah ini mempunyai sifat penghantar listrik.
Hal ini dapat ditunjukan pada penetitian pendahuluan : bahwa limbah lemon mempunyai sifat listrik, pada saat di berikan arus listrik AC Hmbah lemon dapat mengafirt.an fistrik. Selain itu h~~il penelitian Iain bahwa lemon mempunyai sifat konduktivitas listrik yang baik, (Elih Mutyana, 2003 dan 2004). Oengan metoda ohmic heating penefitian ini diharapkan dapat dilanjutkan untuk ekstrak minyak lemon. Pengolahan limbah lemon dengan cara ekstrak yang telah di lakukan di Indonesia untuk diambil minyaknya masih terbatas, yaitu dengan cara destilasi lemah, hal ini terbukti
nan cara
pengepresan, kedua metode itu masih
rendemen minyak yang dihasilkan masih sangat
rend ah. Minyak lemon ini sangat berguna untuk campuran bahan kosmetik, bahan campuran produk makanan dan campuran atat pembersih rumah tangga, sehingga minyak lemon merupakan salah . satu sumber bahan yang diperlukan untuk industri kosmetik maupun industri makanan. Pada sisi lain Wright(1991) menyatakan bahwa, produk minyak lemon dunia untuk setiap tahunnya baru mencapai 2300 ton .. Penelitian ini bertujuan membangun kerjasama yang kondusif antara lPB dan UPI dalarn mengl
marnpu
mengangkat pola fikir yang kreatif, inovatif bagi rnasyarakat ilmiah. Pada akhimya dapat menghasilkan temuan baru untuk dlpublikasikan secara
1
nasional dan bidang ilmu yang dikembangkan dapat 'dimanfaatkan untuk kepentingan penelitian selanjutnya, pendidikan serta
pengabdian pada
masyarakat Adapun
tujuan
spesifik
penelitian
ini
yakni merancang
dan
membangun alat ohmic, memanfaatkan limbah lemon untuk diambil minyaknya dengan proses secara
bertahap dari sistem manual pada
tahun pertama dan tahun kedua
proses dilerigkapi dengan kendali
otomatis. Sistem yang dibangun berdasarkan kapasitas limbah hasil pengolahan di pabrik
dan proses
pemanasan yang mangacu pada
hukum ohm serta penelitian sebelumnya. Tahapan p.enelitian meliputi 1) 1peranqangandan pembuatan proto
tipe sistem pemanas ohmic
untuk ekstrak mlnyak lemon skala
laboratorium. 2) Perancanqan serta penegembangan sistem dengan kendali otomatisdengan pendekatanMicroconJroler.3) PengujianProduk. Hasil yang dihar,apkan proses lebih ekonomis dan rendemen minyak lemon lebih tinggi dari proses ekstrak lain. Perg~mbangan penelitian ekstrak minyak lemon denqan metoda ohmic heating, diharapkan dapat memberikan informas! pengetahuan, selain itu dapat
baru bagJ
dunia ilmu
meningkatkan produksi minyak lemon
yang bisa menembus pasaran dunia merupakan kontribusi yang besar bagi devisa Negara.
2
11. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN TAHUN PERTMA
a. Tujuan
a. ..Merencang dan membangun alat onmlc heating. b. Menentukan karakteristil< pengolahan limbah lemon dengan cara ohmic heating c. Memanfaatkan limbah kulit lemon untuk diambil minyaknnya.
d. Men~analisis .tlasil Oji minyak lemon. b. Manfaat a. Terjalin kerjasama penelitian dari dua disiplin ilmu, yakni Teknologi Pertanian dengan Pendidikan Teknik Elektra. b. Dapat dikembangkan teknologi pengolahan limbah lemon dengan cara ohmic heating. c. Papat dlkernbanqkan pengetahuan teknoiogl dimanfaatkan
bahen
ilstrlk yang
untuk keperitingan kuliah di Departemen Teknik
Pertanian IPB maupun
Jurusan Pendidikan Teknik Elektra dan
untuk keperluan pengembangan teknologi pertanian. d. Dapat meningkatkan mutu penelitian tim pengusul (TPP) melalui pembinaan penelitian dari tim TPM.
3
Ill. TINJAUAN PUSTAKA a. Buah Jeruk Buah jeruk
termasuk
beberapa species, diantaranya
dalam
genus citrus yang mempunyai
Citrus Sinensis Oeruk manis), Citrus
Nobilis (Jeruk tangerine), Citrus Maxima ( jeruk besar), Citrus Medica (ieruk lemon) (Sarwono 1991). Struktur buah jeruk lemon menurut Kefford (1959),
terdiri dari
10 %
flavedo (lapisan kulit bagian luar) dan 12% - 13 % albedo sebagai sumber pektin, 40 % jus, 35-40 % pulp, 1-2 % biji. Guenther (1990) menyatakan bahwa kantung minyak bentuknya oval diametemya 0,4 mm - 0,6 mm menempel pada lapisan dalam flavedo. Bagian-bagian buah jeruk dapat dilihat pada gambar berikut,
Segmen
_.,-Kantong minyak
Flavedo
Butir --buah
Albedo
Biji/ Gb. 1. Struktur Penampang buah jeruk Menurut Albigo dan Carter {1977~. bagiarr-baglan utama dart jeruk lemon terdiri dali kulit yang tersusun dart lapisan ,epidemis, flavedo, ketenjar rninyak, dan ikatan pembuluh. Segmen-segmen yang tersusun atas dinding segmen, rqngga cairan dan biji. Core atau bagian tengah
terdidri ates. pembuluh dan pektin. Albedo merupakan jaringan yang ~erhubungan dengan core di tengah-tengah buah, bertungsi untuk rnensuptay ~ir dan· nutrisi dari pohon pertum,buhandan perkembangan buah. '3agian albedo wamaya putih karena tidak mengandung ·klorofil,
bagi~n int banyak mengaildung setu1osa, hemiselulosa ... Ugnln, senyawa
4
pektat,
hester
periodes,
serta
senyawa-senyawa
limonen
yang
menyebabkan rasa pahit pada sari buah jeruk. b. Pemanasan cara ohmic ohmic heating pada prinslpnya bekerja berdasarkan hukum Ohm, yaitu bila beda tegangan antara dua titik penghantar sebesar satu volt, mengalir arus arus satu amper pada penqhantar yang mempunyai tahanan sebesar satu ohm konstan, dengan rumus dinyatakan : .........................................
V=RJ Besarnya daya
listrik yang 'menyebabkan panas
(1.1)
pada tahanan R dari
rangkaian diatas dapat dinyatakan : .........................................
P=l2 R
(1.2}
Dalam pemahaman panas yang terjadi pada tahanan, perlu mengetahui konsep perpindahan (aliran} arus listrik pada tahanan tersebut. Menurut Edminister (1985) aliran listrik pada suatu bahan penghantar digambarkan sebagaiberikut: 1• '">
/~
:--·~
·----
:.-::.-...-,.-·---;;-. .... : ./
._..,-
-,.: ~~:~...{.-·· -'-
/':.-:_~
-· -
'
.. /
/
\
(a)
(b)
Gb. 2. Aliran Arus Listrik Pada gambar (a), ion positif bergerak ke kiri melewati bidang B dengan taju sebesar satu coulomb per detik, maka akan menyebabkan arus sebesar satu ampere. Sedangkan pada gambar (b), etektron bergerak ke kanan dengan kecepatan satu coulomb per detik juga akan menyebebkan arus listn"k. sebesar satu ampere bergerak ke kiri. Semua bahan pertanian yang mempunyai sifat elektro-kimia akan menqandunq muatan listrik negatif (elektron) dan muatan listrik positip (proton) yang tersusun secara seimbang, bila diberikan beda potensial listrik maka
arus listrik akan mengalir melalui bahan tersebut. Untuk
mengetahui sifat-sifat elektron maupun proton pada bahan pertanian,
5
dapat dilihat dari kandungan unsur-unsur kimia dari banan pertanian terse but. Pada limbah kulit lemon terdapat kandungan minyak rninyak atsiri (Guenther 1949), dan menurut Ketaren (1985), bahwa pada minyak atsiri itu mengandung unsur-unsur kimia Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen·(O), Nitrogen (N) dan $ulfur (S).
Selain · itu ·wenworth dan Becker ( 1973),
menjelaskan bawa kandungan elektron dan proton pada unsur kimia dapat dilihat berdasarkan nomor atom. Jumlah nomor: atom untuk unsurunsur
Karbon
=
1, Hidrogen
=
6, Nitrogen
=
7, Oksigen
=
8. Hasil
pengukuran menunjukkan bahwa limbah lemon mefnpunyai kadar air yang cukup tinggi yaitu 85, 7 %. Senyawa air ini secara kimia terdiri dari unsur hidrogen (H) dan oksigen (0). Berdasarkan sifat-sifat elel
sifat
sebagai
konduktor.
Dalam
keperluan
penelitian
pemanasan denqan cara ohmic, status bahan kulit lemon dapat ditetapkan sebagai elemen pemanas. 'Proses pemanasan dapat dilakukart dengan cara menetapkan besarnya beda potensial antara kedua ujung (titik) dari bahan kulit lemon, sehingga arus listrik akan mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Proses pemanasan ohmic dilakukan derigan memasang elektroda pada sebuah wadah yang bukan konduktor, pada wadah itu dimasukan limbah kulit lemon yang diletakan diantara elektroda, dan setiap
ujung
elektroda itu disambungkan dengan sumber listrik arus bolak-balik dengan potensial listrik yang berbeda. Sedangkan kapasitas (volume) pemanasan limbah kulit lemon ditetapkan berdasarkan data lapangan dari PT. Karunia Abadi Sejahtera, dimana setiap harinya limbah kulit lemon mencapai satu ton. Dengan dasar data lapangan tersebut dapat ditentukan besamya volume pemanasan. Proses pemanasan dicontohkan oleh Miao dan
cara ohmic ini dilakukan
seperti
yang
Horribe (1990), yaitu pada sebuah bak
berukuran panjang 56 mm x lebar 58 mm x tinggi 45 mm dimasukan cairan telur sebanyak 100 g, pada kedua ujung bak ditempatkan dua buah elektroda yang dihubunqkan dengan sumber listrik arus bolak-balik
6
dengan tegangan variabel dan 1,8 V sampai dengan 7,2 V, frekwensi 60 Hz, pemanasan ini berlangsung sampai mencapai suhu 90° C. Pada proses ohmic ini dapat dilihat karakteristik dart bahan yanqdlpanaskan. Metoda ohmic heating yang dikembangkan dalam ekstrak minyak
rem on
dengan
diantaranya
mempertimbanqkan 1)
karakteristik
dari
kulit
lemon
Kadar air ~ulit lemon sebesar 85,7 % , hal ini
rnenuniukan b$i!'lwa kylit lemon. mempunyai kandungan air (H20) yang cukup tinggj. 2) Sifat kimia minyak lemon yang terdiri senyawa : Karban (C), Hidrogen (M), Oksig~11 (0), Nitrogen(N) dan belerang (S). 3) Proses pemanasan deng,pn memanfaatkan kulit lemon set>agai konduktor listrik Sitem -pemanasan dilakukan pada sebuah ruanqan berukuran Panjang
= 23,2 cm, Lebar = 1Q cm, Tinggi = 30. Agar nilai tahanan bahan
menjadi lebih kecil maka pada ruang -pemanas .dengan luas permukaan sumber listrik 23,2 cm x 10cm
sepanjang 30 cm dibagi menjadi lima
bagian (30 cm : 5
= 6 cm) den,gan tiap
Pada jarak 6 cm
masing-masing bagian mempunyai bahan, berat dan
bagian dibatasi oleh elektroda.
volume limbah kulit lemon relatif sama, sehingga akan mempunyai tahanan sama pula. Setiap dua elektroda diberikan tegangan yang sama besar dan cara penyambungan dengan sumber listrik dipasang secara paralel, sehingga tegangan pada masing-masing bagian sama dan arus listrinya akan terbagi melalui titik cabang tahanan. Tujuan penyambungan tahanan listrik kulit lemon ini untuk memudahkan aliran listrik yang melintas pada tahanan tersebut, sehingga proses pemanasan akan Ieblh cepat. (Elih Mulyana 2002) Rangkaian sistem pada pemanas ohmic sesuai dengan hukum Kirchoff I, bahwa arus yang terbagi
melalui cabang paralel akan sama
dengan total arus yang melewati cabang itu. Model ekuivalen rangkaian tahanan limbah lemon dari sistem tersebut gambar berikut,
7
dapat ditunjukan seperti
R1
R2
R3
~
Rn
Gb. 3 Rangkaian Resistansiparalel
Pada sistem pemanas ohmic diberikan tegangan -sebesar V (volt) akan mengalir arus listrik sebesar I (arnper) dan nilai tahanan total bahan limbah lemon Rt (ohm) ditentukan dengan cara menghitungdari besaran V dan I. Nilai tegangan dan arus secara eksplisit dapat dibaca pada masing-masing meter ukur yang terpasang pada sistem.
Dari data
pengukuran tegangan dan arus yang digunakan pada sistem maka kemampuan Autotrafo dapat dihitung dengan persamaan: P =VJ
(1.3)
8
IV. METODE PENELITIAN
a. Rangkaian
Sistem Ohmic Heating
4
Gb.4 Sistem Ohmic heating untuk Ekstrak Minyak Lemon KeteranganGambar: 1. Thermal Recosrder 2. Ohmic Heating 3. Meter Ukur Listrik
4. Autotrafo 5. Kondensor 6. Flowrentine
b. Perlakuan Percobaan 1. Perlakuan pada bahan Bahan dibagi delapan bagian dan dirajang enam mm,
Gb. 5 Rajangan 8 baqaien
Gb.6 Rajangan kedua (6 mm)
9
2. Perlakuan kelistrikan
Gb.8 Pengukuran arus
Gb. 7 Pengukuran Tegangan
Gb. 9 Seting pengukuran suhu
10
c. Pengujian Minyak Lemon Minyak lemon yang dihasilkan oleh sistem diatas diuji dengan tiga cara yaitu uji fisiko-kimia, uji kualitas dan rendemen :
1. Uji fisiko - kimia. Uji fisiko kimia yang dilakukan pada minyak .hasil percobaan laboratorium rnenqacu pada Guenther. (1949) yaitu
uj! fisiko kimia
meliputi : Berat jenis, Indeks bias, Kelarutan dalam alkohol, Bilangan asam, Bilangan Ester.
2. Uji kuantitatif minyak atsiri jeruk lemon. Analisis ini menggunakan kromatografi gas - spektrometer massa (GC-MSD) dengan program :
Method
: BA1
GC(gas Chromatography)
: Hewlet packard (HP) type 6890 series : Hewlet Packard (HP) Type 5972 : Helium
MSD (Mass Selective Detector) Gas Pembawa
Kolom: Jen is
: Ultra 2 (Crosslinked 5% PH ME Siloxane) (Hewlet Packard) 1909 18-005 17 m x 200 µm x 0.11 µm : 4,29 Psi Constan flow : 0,5 mUmenit : 34 cm/sec
Tekana Kolom Flow Average Velocity
Inlet: Suhu Tekanan Inlet Total Flow Mode Spli Ratio Split Flow
: : : : : :
c
250 ° 3,82 Psi 28,3 ml/menit Split 50: 1 24,9 ml/min
lnjektor : Jen is Volume Temperatur Awai
: HP 6890 lnjektor (otomatis) : 1 µL : 50°C
lnterpretasi hasil GC-MS dilakukan secara otomatis dengan cara membandingkan spektra massa kornponen yang diidentifikasi dengan spektra
massa
yang
dilaporkan
11
dalam
publikasi
ilmiah
dengan
menggunakan komputer dengan prosessor data library spektra massa NIST (Kevin Bridgen 2002)
d. Analisis Rendemen Rendemen minyak dihitung "berdasarkan
perbandingan Bobet
minyak yang dihasilkan dengan bobot kulit yang digunakan dikali 100%. Menururt Aprianto dan Nugroho (1996), rendernen minyak kulit jeruk terhadap berat buah dideskripsikan sebagai berif
12
V. HASIL DA~ PEMBAHASAN
Pada percobaan ini ekstrak minyak lemon diberi. perlakuan listrik rata-ratadengan arus 9,43A konstan, tegangan variabel (dari 101 - 20 V), sedangkan perlakuan pada kulit lemon adalah jeruk segar dikeluarkan segmen (intinya) kernudian dipotong membulur 1,5 cm (dibagi 8 bagian) dan dirajang 0,5 cm. Berat limbah awal
11 kg, setelah dikeluarkan
segmennya (intinya) dari masing-masing sampel diperoleh 4,5 kg, diperolehminyak rata-rata 3.5 ml. a. karakteristikKellistrikan
Karakteristikarus liatsrik ini hanya mendekatikonstan, hal ini terjadi karena tahanan listrik kulit lemon rnudah mengalami perubahananakibat adanya pemanasan, sehingga tegangan harus dikendalikan secara manualsetiap saat. Perlakuan arus pada percobaan ini dapat ditihat pada gambar berikut:
ARUS RATA-RATA
~ U) :::I
6 -l-------------------1
a:
cc 4 +-----------------;
o~~noom™™mm~~~m~~~ MENITKE
Gb.10 Karakteristikarus Perubahan teqanqan' listrik ha'sil pengendalian selama proses ekstrakditunjukanpada gambar berikut,
13
TEGANGAN RATA-RATA
~00+--t----~--~--------;
z <
~ 00+----~=t-.----:---~---------; c
~ ~+-------~--------------; .....
llENITKE
Gb.11 PerubahanTegangan listrik Berdasarkan hasil pengamatan tegangan dan arus diperoleh karakteristik perubahan tahanan listrik. Tahanan · listrik
cenderung
menurun ini terjadi karena jarak antara elektroda semakin pendek karena pengaruh panas dan gaya berat dari ~ulit lemon. Semakin kecil jarak anatar elektroda, tahanan jenls listriknya semakin kecil. Pada saat tahanan mengecil dan arus dipertahankankonstan, maka tegangan akan mengecilsebandingdengan perubahantahananjenis. TAHANANJENIS RATA-RATA
4S<XXXX).,-----------------
e ~
E
40CXXXXI+---------------· 3500000+-+-~-------------3CXXOO) 25<XXXX)
+-------------~--+-----------------
~ 2<XX)()(X) t--------'..,...._o-.c
~
0
~150CXXX>t-------------.....------. 10000001-----------~~~~__j
0
24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312 336 360 384
119CUE
Gb.12 Perubahantahananjenis listrik Tahanan jenis rata-rata dari 3,83x106 ohm-mm sampai 7,05x105 ohm-mm. Hasil perhitungan konduktivitastahanan kulit lemon, dari awal ·14
samapai akhir proses ekstrak meningkat dari 2,61 x10-7 Simm 'hingga 1,42 x10-e Simm, dapat dilihat bahwa walaupun tahanan jenisnya tinggi tetapi kulit lemon mempunyai konduktivitas yang baik selama proses ekstrak. Karakteristik konduktivitas listrik kulit lemon dapat dilihat pada gambar berikut, KONOUKTIVITAS RATA-AATA 1.00E-al 1.4QE.Ql~---~---------~
.eet~~------------------.i
en ;; 1.CXJE.00 +---------------~----4 < ~ 8.00E-07
~-----------J-------<
..... ~ 6.00E-07 t-------~,¥--=-=~-r---------! Q
~ 4.006-07 ...._--.P--~'---------------' :..:
o~~noom™~wm~~~m~~~ MENTKE
Gb.13 Perubahan konduktivitas listrik b. ·Karakteristik
Pemanasan
Suhu pemanasan
pada kulit lemon ditunjukan pada gambar
berikut, SUHU PEMANASAN RAT~TA 120 100 BO
§: ::>
::c ::> cn
60
~Pf'·
40
·~
0
24
-
48 72 . 96 120 1.d.4 168 192 216 240 264 ?.88 312 336 3SO 364
MEstT l<E
Gb.14
Perubahan Suhu Pemanasan
15.
Suhu pemanasan
rata-rata meningkat ·d'ati 20q C sampai 101
°c,
awalnya kecil namun selama proses pemanasan suhunya relatif konstan. Pemanasan dengan ohmfc heating memiliki proses pernanasan yang baik untuk proses ekstrak minyak lemon.
·
c. Karakteristik Daya Listrik Daya rata-rata yang digunakan dalam proses ekstrak semakin lama semakin kecil, perubahan ini mengikuti perubahan tahanan jenis yang terdapat pada kulit lemon. Dengart arus tetap, tahanan mengecil rnaka daya yang dibutuhkan untuk pemanasan semakin kecil pula. Perubahan daya untuk pemanasan ditunjukan pada gambar berikut, s = 151.lt933913 ,.. 0.11239152
,..s.~"f;l ?Jo'~
•••
~11~
~
< ><
~<;ji'P>
0
'!i'!l>'Jl). ,$ ..i:i
f;l~
0.0
12
2.3
3.5
4.7
5.9
7.0
JAM KE
Gb.15 Karakteristik Daya Grafik karakteristik daya merupakan sinusoidal fit dan model
persarnaan dayanya 'diformulasikan sebaqat berikut, P = 411,92 + 270,94 *Cos (0,33t + 0, 17)
P = daya (kW) t= Waktu (Jam) Dengan cara integrasi energi listrik dldapat 3,26 KWH,
16
1.4
Hasil proses secara
keseluruhan
proses pemansan
dapat dilihat
pada tabel berikut, Tabet 1. Hasil Percobaan
Total
Rendemen
lsistrik
Be rat. Di proses
v
I
T
(V)
(A)
(jam) -
w
%
Rp
11
4,5
105-20
9,395
6,4
3.439
0.0076
1719
11
4,5
100-20
9,638 ,6,4
2.922
0.0080
1461
11
4,5
100-19
9,328
6,4
3.658
0.0078
1829
11
4,5
110-22
9,366
6,4
3.017
0.0082
1508
Hasil percobaan secara keseluruhan dideskripsikan sebagai berikut : {1) Untuk mempertahanakan arus konstan, tegangan harus diturunkan dari
rata-rata
100 V sampai 20V, karena tahanan kulit lemon 'cenderung
mengecil. Sedangkan konduktivitas listriknya semakin tinggi, nilai ini menunjukan bahwa proses pemanasan semakin lama semakin baik walaupun dengan energi cenderung mengecff. (2) Pada proses percobaan diperoleh 3 fase, dua jam pertama terjadi aliran jus, terjadi aliran minyak selama 3, 5 dan 1,5 jam terakhir aliran jus lagi. (3) Suhu pemanasan awal rata-rata 20° C dan konstan pada suhu rata-rata 101° C. (6) dari sam pel 11 kg diekstrak 4,5 kg, diperoleh minyak
rata-rata ·3,5ml,
rendemen rata-
rata 0.0079 dan biaya pemanasan Rp. 1630, denqan memperhitungkan tenaga kerja dan harga jeruk maka total biaya Rp. 7877,- per ml minyak.
d. Analisis Sifat-Fisik
17
Tabel 2. Sifat Fisiko-Kimia Keterangan
Minyak
Minyak Lemon.
Lemon Italia
Hasil Penelitian
Bobot jenis 25°/25° lndeks bias 25°/20° Bilangan asam Bilangan ester
0.849- 0,855 1,4742-1,4755 19-39 ,100- 214 .
0,8786 1,4710 3,23 80,96,
Kelarutan dalam alkohol
Larut dalam alkohol 95% ( 1: 10)
Wama
Kunima lemon
Tidak larut dalam alkohol 95% (1:10) Kunina
.
.
BeratJenis hasil ekstrak ohmic heating berat jenis minyak- -lemon
adalah
0.8786. Sedangkan bobot jenis (25° C/25° C) minyak lemon Italia maupun mihyak lemon California
yaitu antara 0,849 sampai 0,855 (Guenther
1949), Nilai bobot jenis hasil percobaan iebih tingggi, artinya -kualltas minyak lemon hasil percobaan dengan cara ohmic heating masih-dibawah minyak lemon dari kedua negara tersebut. Rendahnya kualitas minyak lemon ini
aklbat polimerisasi
seperti perubahan terpen menjadi·politerpen.
lndeks Bias 'Nilai indeks bias minyak lemon hasil ohmic heating pada suhu 25° C adalah 1,4710, sedangkan indeks bias minya lemon Italia berkisar antara
1,4742 sampai
1,4755 (Guenther
1949). Nilai indeks hasil
percobaan tersebut berada pada kisaran indeks bias minyak lemon Italia. Semakin besar nilai indeks bias menunjukan berat molekul minyak semakin besar dan kepekatan (viscous) semakin besar pula. Semakin besar indeks bias-maka kualitas minyak semakin rendah. Kelarutan dalam Alkohol Kelarutan dalam alkohbl 95 % pada minyak lemon ·hasil ohmic heating 1: 1 O tidak la rut, sedangkan kelarutan alkohot pada minyak lemon Italia 1 : 3 atau lebih. Hal ini menunjukan kandungan terpen-0 minyak lemon ohmic- heating
~eblh sedikit sehingga bau wanginya berkurang.
Semakin sedikit jumlah alkohol yang dibutuhkan untuk melarutkan minyak
18
menjadi j~(nih maka kandungan terpen-0 minyak semakin besar dan bau wangi yang ditimQulkan semakin jelas. Bilangan Asam Untuk mengetahui adanya kerusakan pada minyak lemon akibat penyimpanan,
digunak_an
pengujiiin
bilangan .asarn,
~ilangan
asam
bertambah besar bila umur penyimpanan bertarnbah sejalan dengan terjadinya proses oksidasi aldehid atau hidrolisis ester ( Guenther 1949). "'
!'
BilangaJJ asam minyak lemon Italia berkisar antara 19 sampai 39 (Guenther heating
1949), sedangkan bilangan asam minyak iemon hasil ohmic
sebesar 3,23. Nilai ini jauh lebih kecil bila qibanding denqan
bilangan asam minyak lemon Italia, artinya
minyak lemon hasil ohmic
heating -sanqat baru kondisinya. Bilangan Ester Bilangan ester sangat penting dalam menentukan. nilai mutu minyak lemon. Semakin ti_nggi bilangan ester umumnya ·menunjukan pemalsuan dari minyak lemon. Bilangan ester dari minyak lemon hasil ohmic heating sebesar
ao. 96 sedangkan bilangan ester minyak lemon Jtalia antara 100
sampai 214 (Guenther
1949). Nilai bilangan ester hasil percobaan bila
dibandingkan dengan bilangan ester minyak lemon Italia lebih kecil. Bilangan ester semakin besar menunjukan sifat resinifikasi semakain besar, hal ini terjadi akibat waktu penyimpanan atau penguapan yang cukup lama. e. Analisis Rendemen Rendemen minyak hasil ohmic heataihg dapat dilihat pada table 1, rendemen rata-rata minyak lemon 0.007889 %. sedangkan rendemen hasil pengujian lab 0, 19 %, rendemen ohmic heating hampir sebanding 1 : 10 rendemen sebeneranya, artinya rendemen minyak hasil ohmic heating 1 O kali lebih rendah rendah dari rendemen sebenarnya.
f. Analisis Kualitas minyak lemon ldentifikasi menggunakan
GC
karakteristik Ms.Uji
minyak
minyak
lemon
dengan
GC
dilakukan Ms
adalah
dengan untuk
mengetahui identitas dart komponen minyak. Setiap · karakteristik yang muncul, secara otomatis alat membandingkan dengan data book (library 19
ID) sehingga alat dapat menunjukan hasil identifikasi berupa nama-nama komponen minyak melalui print - out. Hasil identifikasi minyak lemon melaui pemanasan dengan cara ohmic diperoleh 34 · narna komponen, yang dikornpcsisikan dalam enam komponen yaitu : Tabet 3. Komposisi Komponen Minyak lemon OfJmic Heating '
Nama Komponen . Total Monoterpen Seskuiterpen Total Asam Total Alkohol Total Aldehid Total Ester
Secara kualitatif
RPA(%) Minyak Lemon Minyak Lemon Standar Ohmic Heating 94,76 74,34 0,43 1,25 16,52 . ·1,84 0,13 1,64 5,28 0,79 1,46
-
golongan terpen (rnonoterpen dan seskuiterpen)
yang teridentifikasi sebanyak 74, 77 % dan golongan terpen-0 sebanyak 25, 1% (asam, alcohol, aldehid dan ester) . Golongan monoterpen yang teridentifikasi ada 4 komponen yaitu alpha pinen, beta pinen, d-lemonen, dan mycren sedangkan
seskuiterpen
sebanyak 2 komponen yang
terdiridari Trans alpha berqamoten dan beta bisabolean. Menurut Boelens (1991) ada 4 komponen dominan pada kulit jeruk yaitu limonen, mirsen, alpha pinen dan sabinen. Komponen mirsen (myrcen) memiliki aroma yang tinggt danmemiliki peran yang besar dalam membentuk aroma minyak.
20
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
a. Kesimpulan 1.
Hasil rancangan ohmic heating : ukuran box panjang 41 cm, lebar: 11 cm, tinggi 42 cm, box ini menggunakan bahan achrilic. Jumlah elektroda 7 buah dengan ukuran ·masing-masing 20 cm x 10 cm x 0,2 cm, bahan yang digunakan. plat stainles. Regul9toF pembakit 3000 watt.
2. Pada proses .ekstrak arus listrik dipertahankan konstan dengan rata-
°
rata 9,43 Adan memberikan panas rata-rata 98,6 C, 3. Pada proses ohmic heating tegangan rata-rata menurun dari 101 V sampai 20 V, tahanan jenis kulit menurun dari 3,83x106 ohm-mm sampai 7,05x105 ohm-mm tetapi konduktivitas listriknya
meningkat
dari 2,61 x10-7 Simm hingga 1,42 x10.o Simm 4. Rata-rata dari 11 kg jeruk lemon, diperoleh kulit 4,5 kg menghasilkan minyak 3,5 ml, rendemennya 0,007889% ( 0,01%) 5. Uji fisiko-kimia minyak lemon hasil ohmic heating : kualitas minyak sesuai dengan minyak lemon Italia maupun California, Keasliannya baik, dan sifat resinifikasi kecil. 6. Secara kualitatif terdiri dari golongan terpen sebanyak 74,77 % yang terdiri
dari
monoterpen
dan
seskuiterpen,
monoterpen
yang
teridentifikasi adalah : alpha pinen (0,29%), beta pinen (0, 12 %), dlernonen (72,73 %),
dan mycren (1,20 %) sedangkan seskuiterpen
terdiri trans alpha bergamoten (0,18 %) dan beta bisabolean (0,25 %). Golonqan terpen-0 yang teridentifikasi sebanyak 25, 1 % yang terdiri dari golongan asam (16,52 %), alkohol (1,84 %), aldehid (5,28 %) dan ester (1,46 % ).
21
b. Saran-saran
1. Mengingat masih rendahnya rendemen minyak lemon, maka perlu penelitian lanjutan
yang
serupa dengan menyempurnakan
konstruksi ruang pemanas ohmic, menambahvolume untuk kapasitas yang lebih banyak dan memberikan perlakuan lain, baik pada limbah/kulitlemon maupun perlaki.Jan listrik. 2. Perlakuan kelistrikan masih manual.sering terjadi human error, suhunya masih rendah, sehingga untuk penelitian selanjutnya perlu dilengkapidengan control automatic,
22
VII. RENCANA PENELITIAN TAHUN KEDUA
Hasil temuan dari penelitian tahun pertama, bahwa kulit lemon mempunyai konduktivitas listrik yang baik, semakin lama pemanasan semakin tinggi konduktivitas listriknya. Deogan perlakuan Arus listrik ratarata konstan memberikan suhu pem_anasan yang konstan pula, secara matematis hubungan arus dengan .pemansan T
= 0.467 + 9.8 (I)
1.5
Kenaikan arus listrik mempunyai fungsi linier terhadap suhu. Pada percobaan pertama suhu masih fluk tuatif dengan rata-rata 98,6°C. Rendemen minyak masih rendah (rendemen standar batitro 0,01~ %) ada beberapa faktor yang mempengaruhi,. perlakuan kelistrikan belum menunjukan konstan masih fluktuatif denqan rata-rata .~.43 /A, bila dihitung mempunayai standard error 1,6024.
Penakuan
pada
kulit
lemon
daging kulit masih ikut di ekstrak sehingga. jus yang ·dihasilkan masih tinggi (1 liter) setelah jus keluar, minyak terserap lagi o1eh daging kulit tersebut, secara teoritik minyak berada diantara flafedo dan albedo (lihat Gb. 1 ),
maka pada percobaan selanjutnya harus dicari perlakuan Jain.
Faktor lajn jumlah kulit yang yang banyak diharapkan akan menghasilkan minyak lebih banyak. Percobaan pada yang sudah baik pada tahun pertama di terapkan pada tahun kedua dan kelemahan .tahun pettama akan diperbaiki dan volume percobaan 'ditingkatan, serta perlakuan kelistrikan dikontrol secara otomatis diharapkan pada tahun kedua rendemen minyak lebih tinggi, Pengujian
minyak
harus
tetap
dilakukan,
untuk
mengetahui
kandungannya, keaslian dan kualitas minyak. Berdasarkan teoritik dan hasil temuan pada penelitian tahun pertama, ada beberapa hipotesis yang akan dibuktikan pada tahun ke dua
H1 :
Kantung minyak berada diantara flafedo dan aloedo, dengan cara pengupasan, maka minyak akan mudah keluar
23
H2
:
Jumlah minyak berbanding dengan jumlah
limbah(kulit),
sernakin ba!')yak limbah semakio besar jumlah rninyak, H3
:
Kadar air sangat berperan dalarn proses aliran listrik, deogan pre treatment pada kulit lemon akan memudahkan aliran arus 1istrik sehingga membantu
peri~eluaran miriyak lemon dari
kulitnya. H4
:
Arus semakin besar suhu pemansan akan semakin
besar,
sehingga akan mempercepat proses ekstrak. H5
:
Arus
konstan akan memberikan jumlah kalori panas yang
konstan dan suhu akan
konstan, sehingga minyak mudah
keluar dari kulitnya. H6 :
Akurasi
perlakuan arus konstan dapat dikontrol secara
otomatis·oleh PLC (pogramable logic controller). H7
:
Kualitas Minyak lemon
,(keaslian, ker.usakan, kandungan
terpen 0 lwangi) akan terbukti bila diuji fisiko kimia H8
:
Kandungan minyak mengalami perubahan akibat panas, lama penyimpanan, sehingga pengujian dengan GC MS sangat diperlukan
a. Tujuan 1. Membuat volume ohmic heating lebih besar dari percobaan tahun pertama 2. Meningkatkan rendemen minyak lemon pada proses ekstrak. 3. Merancang dan membangun kendali otomatis untuk proses dengan PLC (Programable Logic Controler) 4. Menganalisis hasil uji minyak lemon.
b. Metode Penelitian ini
dilakukan di
Lab. Energi Jurusan Teknologi
Pertaniar. lnstitut Pertanian Bogor dan Lab Jurusan Teknik Elekrtro Universitas Pendidikan Indonesia.
24
e, Alat dan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah lemon dan
Alat utama yang digunakan adalah satu perangkat pemanas
Ohmic : Auto Transformator satu fasa, 3000 W, 0 - 300 V, Florentine, Kondensor (pendingin), Thermocouple, Thermal Recorder, Programable logic controller danperalatan
Perangkat
bantu : Tang ampere (0 -
30 A), Volt Meter, Ampere Meter, Multi Meter, Lemari Pendingin Gelas Ukur, Perajang, Pisau dan alat bantu lainya. Sedangkan peralatan untuk menguji minyak lemon : Alat uji fisiko kimia, dan GC MS,
d. Perlakuan Percobaan 1. Perlakuan listrik, arus tetap, tegangan variable dikontrol dengan PLC (programmable logic Controller') 2. Perlakuan pada limbah : Pre Treatment, dan kulit lemon dil
e. Pengujian Minyak Lemon Pengujian· minyak lemon hasil penelitian ini dilakukan dengan tiga cara yaitu uji fisiko-kimia, uji kuantitas dan uji kualitas :
1. Uji fisiko - kimia. Uji fisiko kimia yang dilakukan pada minyaJ< hasil percobaan laboratorium mengacu pada Guenther (1949) yaitu
uji fisiko kimia
meliputi : Berat jenis, lndeks bias, Kelarutan dalam alkohol, Bilangan . asam, Bilangan Ester.
2. Uji kualitatif Analisis ini menggunakan kromatografi gas - spektrometer massa · (GC-MSD) denqan program :
Method
: BA1
GC(gas Chromatography)
: Hewlet packard {HP) type 6890 series : Hewlet Packard (HP) Type 5912 : Helium
MSD (Mass Selective Detector) Gas.Pembawa
Kolom: : Ultra 2 (CrossJinked 5% PH ME Siloxane) · (Hewlet Packard) 1909 1 B-005
Jenis
25
Tekana Kolom Flow Average ~elocity Inlet: Suhu Tekanan Inlet Total Flow Mode Spli Ratio Split Flow lnjektor : Jenis Volume
17 m x 200 µm x 0.11 µm : 4,29 Psi Constan flow : 0,5 mUmenit : 34 cm/sec : : ; : : :
250 ° c 3;82 Psi 28,3 ml/menit Split 50: 1 24,9 ml/min
: HP 6890 lnjektor (otomatis) : 1 µL
Temperatur Awai : 50° C Interpretasi hasil GC-MS dilakukan secara otomatis dengan cara membandingkan spektra massa komponen yang diidentifikasi dengan spektra
massa
yang dilaporkan
dalam
publikasi
ilmiah
dengan
menggunakan komputer dengan prosessor data library spektra massa NIST (Kevin Bridgen 2002)
3. Analisis Rendemen Rendemen minyak dihitung berdasarkan perbandingan bobot minyak yang dihasilkan dengan bobot kulit yang digunakan dikali 100%.
f. Jadwal Kerja Tabel 4. Distribusi beban waktu dan tugas
KEGIATAN Perancangan Soft ware Perancangan Hard ware Aplikasi sistem kendali Uii Performance Pencambilan Data _ Pengujian Hasil Analisis dan pengolahan hasil
-
Pelaporan hasil Jumlah
JAM/MINGGU PELAKSANA TPM TPP 48 48 74 16 48 58 32 64 112 188 32 64
LabEnergi (IPB) Lab. Elektro(UPI) Lab. Elektro(UPI} Lab. Energi (IPB} Lab. Elektro(UPI) Lab. Energi (IPB)
64
Lab. Elektro(UPI)
480
26
32 320
TEMPAT
Tabel 5. Rencana kegiatan Tahun II
NO
KEGIATAN/PENANGGUNG JAWAB/TEMPAT
BULAN 4 5
1 2
3 4 5 6 7
Merancang Software TPM/Lab.Ener i Merancang dan mebuat hard ware TPP/Lab. Elektr.o Aplikasi Kendali otomatis TPM/TPP/Lab. Elektro UPI Uji Performance (TPP/TPM /Lab. Ener i Pengl:lmbilan Data (TPP/TPM I Lab. Elektro UPI Analisis Hasil TPM/Lab.ener. i Pelaporan (TPP/TPM I Lab. Elektro UPI
27
6
7
8
9
10
DAFTAR PUSTAKA
Apriyanto dan Nugroho. 1996. Ekstraksi dan Karakterisasi Minya.k Kulit Jeruk Pontianak (Citrus Nobilis Var Microcarpa); Jurnal Teknologi dan lndustri Pangan, Vol: VII No. Tahun 1996. Albrigo, LG dan Carter.RD. 1977. Structure of Citrus Fruits in Relation to Processing.,didalam Nagi et al., Citrus science and Technology, Vol.1, The AVI Publishing Company Inc., Wesport Conecticut. (BPS] Biro Pusat Statistik. 1°994. Produksi buah - buahan di Indonesia tahun 1992, Biro Pusat Statistk, Jakarta Bridgen, Kevin. Lemon Oil, WWW Lemon Oil Analysis Batch J
28
Nugroho, S.a. 1995. Ekstraksi dan Karakterisasi Minyak Kulit Jeruk Pontianak (Citrus Nobilis var. "Microcapa), Navel (citrus Sinensis)
Serta Valencia (Citrus Sinensis), Skripsi, FATETA., IPB., Bogor . Sarwono, B. 1991. Jerukdan Kerabatnya, Penebar swadaya, Jakarta. Toto Tohir, 2005, Proqramable Logic Controler,.Journal of Industrial and Information Technology, January, Vol 1, No.1, Faculty of Engineering ARS International University. Wright, J. 1991. Essential Oils, Didalam Ashurts, P.R., Food Flavourin_gs,Blackie and Sons, London. · Wentworth, Wayne and Becker, Ralph. 1973. General Chemistry, University of Houston, Houghton Mifflin Company, Boston
29
LAMPIRAN 1. Perancangan ohmic Heating
GB. 16 Hasil Perancangan alat ohmic heating (box dalam)
Gb. 17 Hasil Perancangan box luar
30
,-
Gb. 18 Elektroda Ohmic Heating·
ce. 19 Power Regulator 31
LAMPlfµN
2. Bahan dasar
Gb. 20 Jeruk Lemon
Gb. 21 Alat perajang kulit lemon
32
LAMPIRAN 3. Percobaan dan proses percobaan
Gb. 22 Penimbangan bahan
Gb. 23 Pemasukan bahan 33
Gb. 24 Pemasukan
bahan pada box luar
Gb. 25 Seting alat ukur listrik
34
Gb. 26 Proses pemansan
Gb. 27 Cairan hasil pemanasan
35
Gb. 28. Aliran cairan (yang didinginkan kondensor
Gb. 29 Proses dekantasi der.gan flowrentine
36
LAMPIRAN 4. Minyak lemon yang dihasilkan
Gb. 30 Hasil Dekantasi dengan flowrentine
Gb. 31 Produksi rninyak
