laporan praktikum satop 2
Post on 09-Dec-2015
149 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
SATUAN OPERASI INDUSTRI
(Pindah Panas)
Oleh :
Nama : Luthfie Hafidz Im
NPM : 240110130071
Hari, Tanggal Praktikum : Rabu, 29 April 2015
Waktu : 08.00 – 10.00 WIB
Co.Ass : Nedia Cahyati M.
LABORATORIUM PASCA PANEN DAN TEKNOLOGI PROSES
DEPARTEMEN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
2015
Nilai:
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mekanisme perpindahan panas dipergunakan dalam berbagai teknik
pengolahan dan pengawetan bahan makanan. Perpindahan panas (heat transfer)
sendiri merupakan pemindahan atau penjalaran panas dari satu tempat ke tempat
lain karena adanya perbedaan suhu antara kedua tempat yang bersangkutan.
Proses perpindahan panas juga selalu dilibatkan dalam berbagai jenis industri.
Salah satu contohnya adalah proses pemisahan bahan kimia berdasarkan konsep
perpindahan panas guna menghasilkan suatu produk.
Pindah panas juga digunakan hampir dalam semua proses penanganan
bahan hasil pertanian. Salah satu proses yang menggunakan prinsip tesebut adalah
pembuatan minyak atsiri yag dilakukan dengan pemanasan cairan medium serta
pendinginan uap untuk memproduksi kondensat.
Pemahaman dan kemampuan analisis mengenai proses pindah panas
sangat dibutuhkan dalam berbagai teknologi pasca panen hasil pertanian, oleh
karena itu dilakukan praktikum satuan operasi industri mengenai pindah panas
yang direpresentasikan dengan proses destilasi minyak daun salam.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum kali ini adalah:
1.2.1 Tujuan Instruksional Umum (TIU)
1.Mahasiswa dapat mempelajari proses pindah panas secara umum
dalam unit operasi satuan industri hasil pertanian.
1.2.2 Tujuan Instruksional Khusus (TIK)
1. Mahasiswa dapat mempelajari dan menerapkan analisis pindah
panas dalam pendinginan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pindah Panas
Menurut Holman (1995), pindah panas adalah ilmu yang mempelajari
tentang laju perpindahan panas diantara material/benda karena adanya perbedaan
suhu (panas dan dingin). Dalam proses perpindahan energi tersebut tentu ada
kecepatan perpindahan panas yang terjadi, atau yang lebih dikenal dengan laju
perpindahan panas. Maka, ilmu perpindahan panas juga merupakan ilmu untuk
meramalkan laju perpindahan panas yang terjadi pada kondisi-kondisi tertentu.
Menurut Harmoko (2013), perpindahan kalor dapat didefinisikan sebagai
suatu proses berpindahnya suatu energi (kalor) dari satu daerah ke daerah lain
akibat adanya perbedaan temperatur pada daerah tersebut.
Perbedaan suhu antara sumber panas dan penerima panas merupakan gaya
tarik dalam pindah panas. Apabila suhu meningkat, maka akan meningkatkan juga
gaya tarik sehingga kecepatan pindah panas akan meningkat. Perbedaan suhu
antara sumber panas dan penerima panas merupakan gaya tarik dalam pindah
panas. Peningkatan perbedaan suhu akan meningkatkan gaya tarik sehingga
meningkatkan kecepatan pindah panas.
Kedua faktor ini, yaitu perbedaan suhu dan penahan aliran panas,
mempengaruhi kecepatan pindah panas. Kedua faktor ini, yaitu perbedaan suhu
dan penahan aliran panas, mempengaruhi kecepatan pindah panas. Faktor-faktor
ini dihubungi oleh persamaan :
Kecepatan pindah = gaya tarik/penahan
2.2 Mekanisme Pindah Panas
2.2.1 Konduksi
Konduksi adalah proses perpindahan kalor dimana kalor mengalir
dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur
rendah dalam suatu medium (padat, cair atau gas) atau antara medium-
medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung sehingga
terjadi pertukaran energi dan momentum.
Persamaan laju gaya tarik/tekanan dapat langsung diterapkan
dalam hal konduksi panas. Gaya tarik adalah perbedaan setiap satuan jarak
yang ditempuh oleh perpindahan panas , dikenal dengan nama beda suhu.
Selain tahanan aliran panas, kebalikannya disebut penghantar
(conductance) juga dipergunakan, (Haqqi, 2012).
Laju perpindahan panas yang terjadi pada perpindahan panas
konduksi adalah berbanding dengan gradien suhu normal.
Persamaan Dasar Konduksi :
..............(1)
Keterangan :
q = Laju Perpindahan Panas (kj / det,W)
k = Konduktifitas Termal (W/m.°C)
A = Luas Penampang (m²)
dT = Perbedaan Temperatur ( °C, °F )
dX = Perbedaan Jarak (m / det)
ΔT = Perubahan Suhu ( °C, °F )
dT/dx = gradient temperatur kearah perpindahan kalor.
2.2.2 Konveksi
Konveksi adalah perpindahan panas karena adanya gerakan/aliran/
pencampuran dari bagian panas ke bagian yang dingin. Contohnya adalah
kehilangan panas dari radiator mobil, pendinginan dari secangkir kopi dll.
Menurut cara menggerakkan alirannya, perpindahan panas
konveksi diklasifikasikan menjadi dua, yakni konveksi bebas (free
convection) dan konveksi paksa (forced convection). Bila gerakan fluida
disebabkan karena adanya perbedaan kerapatan karena perbedaan suhu,
maka perpindahan panasnya disebut sebagai konveksi bebas (free / natural
convection). Bila gerakan fluida disebabkan oleh gaya pemaksa / eksitasi
dari luar, misalkan dengan pompa atau kipas yang menggerakkan fluida
sehingga fluida mengalir di atas permukaan, maka perpindahan panasnya
disebut sebagai konveksi paksa (forced convection), (Haqqi, 2012).
2.2.3 Radiasi
Radiasi merupakan perpindahan energi karena emisi gelombang
elektromagnet (atau photons). Radiasi termal adalah radiasi
elektromagnetik yang dipancarkan oleh suatu benda karena suhunya ,
(Haqqi, 2012).
Radiasi selalu merambat dengan kecepatan cahaya, 3 x 1010 cm/s.
Kecepatan ini sama dengan hasil perkalian panjang gelombang dengan
frekuensi radiasi :
c = λν ................ (2)
Dimana :
c = kecepatan cahaya
λ = panjang gelombang ( = 10-8 cm)
ν = frekuensi
Perambatan radiasi thermal berlangsung dalam bentuk kuantum dan setiap
kuantum mengandung energi sebesar
E = hν ............... (3)
Dimana :
h = konstanta Planck, 6,625 x 10-34 J.s
Setiap kuantum dianggap sebagai suatu partikel yang mempunyai
energi, massa dan momentum seperti molekul gas → photon. Sehingga,
pada hakekatnya radiasi merupakan pancaran yg disebabkan oleh gas
photon yang mengalir dari satu tempat ke tempat lain.
2.3 Pemanasan
Menurut Holman, pemanasan adalah proses memasukkan bahan pada suhu
tinggi. Pemanasan bertujuan mengurangi populasi mikroorganisme atau
membunuh mikroorganisme yang ada dalam bahan pangan, dan menginaktifkan
enzim. Pemanasan yang digunakan dalam pengawetan pangan tergantung dari
jenis produk yang akan diawetkan. Pemanasan dibedakan atas blansing,
pasteurisasi, dan sterilisasi.
2.4 Pendinginan
Menurut Holman, prinsip kerja dari proses pendinginan adalah
penghilangan panas dari sistemnya. Hal ini dapat dilakukan dengan adanya proses
pompa panas. Diperlukan pompa panas karena pompa panas menghasilkan panas
yang tidak dapat mengalir secara alami.
Energi panas akan mengalir dari suhu panas akan mengalir dari suhu tinggi
kle suhu yang lebih rendah. Metode yang dapat dilakukan yaitu pembekuan dalam
hembusan udara cepat dingin, dengan imersi langsung bahan pangan ke dalam
medium pendinginan, dengan jalan persinggungan dengan plat-plat pendingin
dalam ruang pembekuan, dan dengan pembekuan dengan udara nitrogen atau
karbondioksida cair.
2.5 Destilasi
Menurut Fathyasin (2012), destilasi atau penyulingan adalah suatu metode
pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan
menguap (volatilitas) bahan atau didefinisikan juga teknik pemisahan kimia yang
berdasarkan perbedaan titik didih. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan
sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk
cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu.
Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa.
Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-
masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model ideal distilasi
didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum Dalton.
2.5.1. Jenis-jenis Destilasi
a. Destilasi Sederhana
Destilasi sederhana adalah salah satu cara pemurnian zat cair yang
tercemar oleh zat padat atau zat cair lain dengan perbedaan titik didih
cukup besar, sehingga zat pencemar atau pengotor akan tertinggal sebagai
residu.
Gambar 1. Destilasi Sederhana
Sumber : wordpress.com
b. Destilasi Bertingkat (Fraksinasi)
Destilasi bertingkat adalah proses pemisahan destilasi ke dalam
bagian-bagian dengan titik didih makin lama makin tinggi yang
selanjutnya pemisahan bagian-bagian ini dimaksudkan untuk destilasi
ulang. Destilasi bertingkat merupakan proses pemurnian zat/senyawa cair
dimana zat pencampurnya berupa senyawa cair yang titik didihnya rendah
dan tidak berbeda jauh dengan titik didih senyawa yang akan dimurnikan.
Gambar 2. Destilasi Bertingkat/Fraksinasi
Sumber: blogspot.com
c. Destilasi Uap
Destilasi uap adalah istilah yang secara umum digunakan untuk
destilasi campuran air dengan senyawa yang tidak larut dalam air,
dengan cara mengalirkan uap air ke dalam campuran sehingga bagian
yang dapat menguap berubah menjadi uap pada temperatur yang lebih
rendah dari pada dengan pemanasan langsung (lihat gambar
pemasangan alat pada proses destilasi uap). Untuk destilasi uap, labu
yang berisi senyawa yang akan dimurnikan dihubungkan dengan labu
pembangkit uap. Uap air yang dialirkan ke dalam labu yang berisi
senyawa yang akan dimurnikan, dimaksudkan untuk menurunkan titik
didih senyawa tersebut, karena titik didih suatu campuran lebih rendah
dari pada titik didih komponen-komponennya.
Gambar 3. Destilasi Uap
Sumber : uns.ac.id
d. Destilasi Stahl
Destilasi Stahl adalah alat untuk mengukur kadar / rendemen
minyak atsiri dari simplisia tanaman, ekstrak ataupun ramuan /
sediaan jamu. Dipakai juga untuk menyuling minyak atsiri dalam
skala kecil guna keperluan pendidikan, penelitian dan pengujian di
laboratorium.
Minyak dari hasil destilasi stahl adalah sebagai pembanding
produk minyak berkualitas. Terbuat dari bahan berkualitas pyrexglass
sesuai standar SNI/ MM.
Gambar 4. Destilasi Stahl
Sumber : uns.ac.id
d. Destilasi Vakum
Destilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin
didestilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi
sebelum atau mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki
titik didih di atas 150 °C. Metode destilasi ini tidak dapat digunakan
pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya
menggunakan air dingin, karena komponen yang menguap tidak dapat
dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan digunakan pompa
vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan
pada sistem distilasi ini.
Gambar 5. Destilasi Vakum
Sumber: wordpress
2.5.2 Prinsip Destilasi
Pada prinsipnya pemisahan dalam suatu proses destilasi terjadi
karena penguapan salah satu komponen dari campuran, artinya dengan
cara mengubah bagian-bagian yang sama dari keadaan cair menjadi
berbentuk uap. Dengan demikian persyarannya adalah kemudahan
menguap ( volatilitas ) dari komponen yang akan dipisahkan berbeda satu
dengan yang lainnya. Pada campuran bahan padat dalam cairan,
persyaratan tersebut praktis selalu terpenuhi. Sebaliknya, pada larutan
cairan dalam cairan biasanya tidak mungkin dicapai sempurna, karena
semua komponen pada titik didih campuran akan mempunyai tekanan uap
yang besar. Destilat yang murni praktis hanya dapat diperoleh jika cairan
yang sukar menguap mempunyai tekanan uap yang kecil sekali sehingga
dapat diabaikan.
2.5.3 Proses Destilasi
Menurut Fatysahin (2012), estilasi umumnya merupakan proses
pemisahan satu tahap. Proses ini dapat dilakukan secara tak kontinu atau
kontinu, pada tekanan normal ataupun vakum. Pada destilasi sederhana,
yang paling sering dilakukan adalah operasi taak kontinu. Dalam hal ini
campuran yang akan dipisahkan dimasukkan kedalam alat penguap dan
dididihkan. Pendidihan terus dilangsungkan hingga sejumlah tertentu
komponen yang mudah menguap terpisahkan. Proses pendidihan erat
hubungannya dengan kehadiran udara permukaan. Pendidihan akan terjadi
pada suhu dimana tekanan uap dari larutan sama dengan tekanan udara di
permukaan cairan.
Secara umum proses yang terjadi pada destilasi sederhana atau
biasa yaitu :
1. Penguapan komponen yang mudah menguap dari campuran dalam alat
penguap
2. Pengeluaran uap yang terbentuk melalui sebuah pipa uap yang lebar
dan kosong tanpa perpindahan panas dan pemindahan massa yang
Gambar 6. Destilator SederhanaSumber : Wikipedia
disengaja atau dipaksakan yang dapat menyebabkan kondensat
mengalir kembali ke lat penguap.
3. Jika perlu, tetes-tetes cairan yang sukar menguap yang ikut terbawa
dalam uap dipisahkan dengan bantuan siklon dan disalurkan kembali
kedalam alat penguap.
4. Kondensasi uap dalam sebuah kondensor
5. Pendingin lanjut dari destilat panas dalam sebuah alat pendingin
6. Penampungan destilat dalam sebuah bejana
7. Pengeluaran kondensat dari alat penguap
8. Pendinginan lanjut dari kondensat yang dikeluarkan Penampungan
kondensat dalam sebuah bejana.
2.6 Destilator
Destilator adalah serangkaian alat-alat yang digunakan pada proses
destilasi. Destilator terdiri dari termometer, labu didih, steel head, pemanas,
kondensor, dan labu penampung destilat.
Berikut adalah susunan rangkaian destilator sederhana:
1. Wadah air
2. Labu distilasi
3. Sambungan
4. Termometer
5. Kondensor
6. Aliran masuk air dingin
7. Aliran keluar air dingin
8. Labu destilat
9. Lubang udara
10. Tempat keluar destilat
11. Penangas
12. Air pengangas
13. Larutan zat
14. Wadah labu destilat11
12
13
14
2.7 Termometer
Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (derajat
panas atau dingin) suatu benda. Termometer menggunakan zat yang mudah
berubah sifat akibat perubahan suhu (sifat termometrik benda). Raksa (Hg) dan
Alkohol mudah memuai akibat perubahan suhu, sifat termometrik inilah yang
dipakai pada termometer zat cair.
Pembuatan skala pada termometer memerlukan dua titik referensi yaitu
titik tetap bawah dan titik tetap atas. Titik tetap bawah dipilih titik beku air dan
titik tetap atas dipilih titik didih air pada tekanan udara 1 atm.
2.8 Cooler
Cooler adalah suatu alat yang berfungsi untuk mencegah terjadinya over
heating (panas berlebihan) dengan cara mendinginkan suatu fraksi panas dengan
menggunakan media cairan dingin sehingga akan terjadi perpindahan panas dari
fluida yang panas ke media pendingin tanpa adanya perubahan suhu. Alat
pendingin biasanya menggunakan media air, dalam prosesnya air pendingin tidak
mengalami kontak langsung dengan fraksi panas tersebut, karena fraksi panas
mengalir di dalam pipa sedangkan air pendingin berada di luar pipa.
2.9 Minyak Atsiri
Menurut Ferry (2011), minyak atsiri merupakan salah satu sisa proses
metabolisme dalam tanaman, yang terbentuk karena reaksi antara berbagai
persenyawaan kimia dengan adanya air. Minyak atsiri juga dikenal dengan nama
minyak terbang yang dihasilkan dari tanaman. Minyak atsiri dapat bersumber dari
setiap bagian tanaman, yaitu dari daun, bunga, buah, biji, batang atau kulit dan
akar. Minyak atsiri mempunyai peran yang penting dalam bidang niaga sebagai
cita rasa dan bau makanan, kosmetik, parfum, antiseptik, insektisida, obat-obatan
dan sebagainya.
Minyak atsiri pada umumnya diektraksi dengan 4 macam, yaitu metode
penyulingan, pressing, ekstraksi dengan pelarut menguap dan ekstraksi dengan
lemak padat. Untuk minyak atsiri yang berasal dari daun, akar dan kulit batang
baik diekstraksi dengan cara penyulingan (distillation).
2.8 Keseimbangan Termal (Heat Balance)
Menurut Sridianti (2012), Keseimbangan termal terjadi jika dua benda
yang berada dalam kontak termal mempunyai temperatur yang sama. Dua benda
disebut dalam kontak termal, jika perlakuan panas pada salah satu benda
menghasilkan perubahan makroskopis pada benda lainnya.
Kesetimbangan termal tercapai bila dua benda atau sistem mencapai suhu
yang sama dan berhenti untuk bertukar energi melalui panas. Ketika dua benda
ditempatkan bersama-sama, objek dengan energi panas lebih akan kehilangan
energi yang ke objek dengan energi panas yang lebih sedikit. Akhirnya, suhu
mereka akan sama dan mereka akan berhenti pertukaran energi panas sebagai
objek tidak lebih hangat atau lebih dingin dari yang lain. Pada titik ini, mereka
berada dalam keadaan kesetimbangan termal.
Kontak termal merupakan konsep penting yang berkaitan dengan
kesetimbangan termal. Beberapa sistem yang dianggap berada dalam kontak
termal jika mereka mampu mempengaruhi suhu yang lain ‘. Jika botol soda akan
dihapus dari kulkas dan ditempatkan di meja dapur, yang pada suhu kamar, meja
dan botol soda berada dalam kontak termal. Energi panas dari meja mengalir ke
dingin botol soda. Akhirnya, suhu mereka akan sama dan mereka akan berada
dalam keadaan kesetimbangan termal.
Dalam sistem termal yang melibatkan objek dalam kontak termal, panas
mengalir dari benda yang lebih hangat, yang berisi lebih banyak energi termal, ke
benda dingin, yang berisi lebih sedikit energi termal. Oleh karena itu, benda-
benda dan sistem dapat baik mendapatkan atau kehilangan panas. Mereka secara
teknis tidak bisa mendapatkan atau kehilangan dingin, meskipun, karena tidak ada
yang terpisah “energi dingin.” Dalam sistem termal, benda hangat kehilangan
energi panas ke benda dingin sampai kesetimbangan tercapai.
BAB III
METODOLOGI PENGAMATAN DAN PENGUKURAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
Adapun alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:
1. Cooler;
2. Destilator;
3. Gelas ukur 100 mL;
4. Gelas ukur 500 mL;
5. Kompor listrik;
6. Labu ukur;
7. Oven;
8. Termometer batang;
9. Timbangan digital.
3.1.2 Bahan
Adapun bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:
1. Aquades;
2. Daun salam;
3. Keramik.
3.2 Prosedur Percobaan
Adapun prosedur percobaan praktikum kali ini adalah:
1. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam praktikum;
2. Menghitung banyaknya air yang di gunakan pada proses pendinginan;
3. Mengukur panjang dan diameter pipa;
4. Memasukkan daun potongan daun salam ke labu leher satu;
5. Memasukkan 300 mL air ke dalam labu leher satu;
6. Memasukkan potongan kramik ke dalam labu leher satu;
7. Mengukur suhu awal air dan pipa;
8. Menjalankan proses pendinginan dan pemanasan;
Pendinginan : uap panas didinginkan dengan media air, sehingga akan di
produksi kondensat.
Pemanasan : air yang di gunakan untuk mendinginkan uap panas
mengalami perubahan temperatur karena adanya transfer energi dari uap
ke air.
9. Mengamati dan mencatat perubahan suhu pada termometer labu leher satu
(setiap 2 menit);
10. Mengamati dan mencatat volume kondensat pada gelar ukur (setiap dua
menit);
11. Pengamatan nomor 9 dan 10 dilakukan sampai mencapai waktu 34 menit;
12. Mengukur dan mencatat suhu kondensat dan volume akhir kondensat;
13. Mencari nilai luas permukaan pindah panas, log mean temperature dan
laju pindah panas;
14. Membuat grafik hubungan waktu dengan volume kondensat;
15. Membuat grafik hubungan waktu dengan suhu kondensat.
BAB IV
HASIL PERCOBAAN
4.1 Hasil Pengukuran
1. Volume air dalam labu ukur = 300 mL
2. Volume air dalam cooler = 5000 cm3
3. Diameter pipa kondensat = 1,5 cm
4. Panjang pipa kondensat = 36 cm = 0,36 m
5. Suhu awal air (Tc1) = 20°C
6. Suhu akhir air (Tc2) = 21,4°C
7. Massa daun salam = 5 gram
8. Volume kondensat = 112 mL = 112 cm3
9. Suhu awal kondensat (T1) = 93°C
10. Suhu akhir kondensat (T2) = 29°C
Tabel 1. Hasil Pengukuran Suhu dan Volume Kondensat Daun Salam
NoWaktu (t)
menit
Suhu (T)
°C
Volume Kondensat
mL
1 0 93 2
2 2 93 11
3 4 94 21
4 6 95 30
5 8 95 40
6 10 95.5 50
7 12 96 62
8 14 96 74
9 16 96.5 81
10 18 96.5 92
11 20 96.5 112
4.2 Hasil Perhitungan
1. Luas Area Pindah Panas Kondensat
A=2 πrL
A=2 π (0,75× 10−2)(36 ×10−2)
A=0,01696460033 m2
2. Log Mean Temperature
∆ T 1=T 1−Tc2
∆ T 1=(93−21,4 )° C
∆ T 1=71,6 ° C
∆ T 2=T 2−Tc1
∆ T 2=(29−20 ) °C
∆ T 2=9 ° C
∆ T LM=∆ T 2−∆ T 1
ln(∆ T 2
∆ T 1)
∆ T LM= 71,6−9
ln( 71,69 )
∆ T LM=30,185 °C
3. Laju Pindah Panas Kondensat
Q=h . A . ∆ T LM
Q=1W
m2°C (0,01696460033 m2)(30,185 ° C)
Q=0,51207646 W
4.3 Grafik
1. Hubungan Suhu dan Waktu
Gambar 7. Grafik Hubungan Waktu dan Suhu
Sumber : Dokumen Pribadi, 2015
2. Hubungan Volume dan Waktu
Gambar 8. Grafik Hubungan Waktu dan Volume Kondensat
Sumber : Dokumen Pribadi, 2015
BAB V
PEMBAHASAN
Praktikum Satuan Operasi Industri kali ini mengenai pindah panas yang
dianalisis dari proses destilasi minyak daun salam. Destilasi yang dilakukan
berupa proses destilasi sederhana yang dilakukan di laboratorium.
Waktu pengukuran selama 20 menit, dengan tinjauan pengukuran setiap 2
menit. Dalam destilasi ini, dianalisis proses pertukaran atau perpindahan panas
yang terjadi dalam sistem tersebut. Proses pindah panas tersebut berupa
pemanasan dan pendinginan.
Pipa destilator dianggap memanjang, tidak memutar. Hal ini untuk
memudahkan proses perhitungan karena analisis yang dilakukan sebatas proses
pindah panas yang terjadi pada sistem.
Destilator sederhana yang digunakan kondisi keseluruhan tidak begitu
baik. Panci air pengangas yang digunakan kondisinya tidak baik dan tidak aman
sehingga praktikan harus sangat berhati-hati.
Pengamatan yang dilakukan adalah meninjau proses destilasi yang sudah
dijalankan. Data-data mengenai karakteristik destilator seperti panjang pipa dan
lain-lain telah diketahui sehingga praktikan tidak melakukan pengukuran lagi.
Batu didih pada proses destilasi ini menggunakan pecahan keramik.
Keramik dipilih karena merupakan salah satu bahan berpori yang cocok untuk
digunakan sebagai batu didih pada proses destilasi. Keramik juga tidak dapat larut
dalam air yang dipanaskan. Keramik sebagai batu didih berfungsi untuk
menghomogenkan panas pada seluruh bagian larutan, dengan ditambahkannya
keramik maka panas menjadi merata sehingga menghindari titik didih lewat dari
titik didih cairan. Keramik tersebut memiliki pori-pori yang akan membantu
penangkapan udara pada cairan kemudian melepaskannya ke permukaan cairan.
Superheated akan terjadi pada bagian tertentu dan secara tiba-tiba mengeluarkan
uap panas yang dapat menimbulkan ledakan (bumping) apabila tidak digunakan
keramik tersebut sebagai batu didih. Keramik telah dimasukan sebelum air
mendidih. Hal ini dilakukan untuk menghindari terbentuknya uap panas dalam
jumlah besar secara tiba-tiba. Apabila keramik dimasukkan menjelang air
mendidih, akan timbul ledakan maupun kemungkinan terjadinya kebakaran.
Destilator menggunakan cooler sepanjang dilakukannya proses destilasi.
Hal ini dilakukan untuk mencegah terjadinya over heating atau panas berlebih.
Cara kerja cooler ini dengan mendinginkan suhu destilasi menggunakan cairan
dingin, sehingga perpindahan panas akan terjadi antara fluida panas ke media
pendingin. Perpindahan panas ini tidak mengakibatkan perubahan suhu. Air
cooler mengalir dalam pipa yang berbeda, yakni pipa/selang berwarna biru dan
tidak mengalami kontak dengan fraksi panas dalam proses destilasi ini.
Skema dihasilkannya minyak atsiri dipengaruhi oleh difusi atau
perembesan minyak atsiri oleh air panas melalui selaput daun salam yang disebut
hidrodifusi. Terjadi kondensasi dalam proses ini, yakni perubahan cairan ke
bentuk yang lebih padat. Air dari hasil perubahan gas panas tersebut merupakan
destilat.
Fase uap terbentuk setelah air dengan daun salam dipanaskan. Uap
kemudian dipertahankan tetap dalam kontak dengan sisa cairan yang dipanaskan
sehingga pada suhu dan waktu tertentu, antara uap dan sisa cairan akan berada
dalam kesetimbangan sebelum adanya pemisahan antara destilat dan residu.
Hasil dari praktikum tersebut menunjukan bahwa kondensat terus
bertambah secara signifikan dari menit ke menit, hingga mencapai volume 112
mL pada menit ke 20. Suhu air selalu konstan dengan rerata 95°C seiring waktu
praktikum berjalan. Suhu tersebut tidak mencapai titik didih air.
Volume destilat terus bertambah sementara suhu air selalu konstan
disebabkan oleh beberapa kemungkinan. Pertama, terdapatnya fasa lain dalam air
yang dididihkan, yakni daun salam. Daun salam memiliki fasa padatan dan akan
menghambat pendidihan air normal, sehingga suhu air selalu konstan. Kedua,
waktu destilasi tidak begitu lama, kemungkinan apabila waktu destilasi melebihi
20 menit suhu akan naik secara signifikan. Ketiga, jumlah keramik yang terlalu
banyak sehingga panas terus merata ke luas permukaan total.
Proses tersebut menghasilkan 112 mL kondensat salam dari 300 mL
aquades dan 5 gram daun salam. Hanya sekitar 188 mL kandungan aquades
murni.
Nilai laju pindah panas kondensat sebesar 0,51207646 W . Hasil tersebut
termasuk besar, dipengaruhi oleh faktor-faktor pengalinya. Nilai log mean
temperatur yang didapat cukup besar, melebihi nilai 30°C. Hal yang perlu
diperhatikan adalah luas area pindah panas kondensat yang belum mewakili
keadaan sebenarnya dikarenakan pipa diasumsikan lurus memanjang dengan satu
diameter.
Grafik hubungan suhu dan waktu menunjukan nilai regresi yang sangat
besar, yakni sekitar 0,9. Hal ini menandakan bahwa hubungan antara suhu dan
waktu konstan diakibatkan waktu terus bertambah seiringan dengan suhu air yang
relatif terus bertambah walau sedikit. Begitu pula dengan grafik hubungan suhu
dan waktu, grafik hubungan volume dan waktu memiliki nilai regresi yang sangat
besar hingga hampir mendekati satu. Hal ini disebabkan korelasi data waktu dan
volume memiliki kekonstanan yang tinggi. Volume kondensat terus bertambah
seiring bertambahnya waktu pengamatan.
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Adapun beberapa kesimpulan pada praktikum kali ini, diantaranya:
1. Proses pindah panas berupa pendinginan dan pemanasan dianalisis dari
proses destilasi minyak daun salam dengan prinsip perbedaan titik
didih.
2. Suhu proses berbanding lurus dengan kecepatan pindah panas, apabila
suhu mengingkat maka akan meningkatkan juga gaya tarik sehingga
kecepatan pindah panas akan meningkat.
3. Laju pindah panas dipengaruhi oleh temperatur, luas area pindah panas
kondensat, dan faktor eksternal.
4. Grafik hubungan waktu dan suhu proses memiliki kekonstanan data
yang tinggi karena suhu yang relatif berubah sepanjang proses
dilakukan. Grafik hubungan waktu dan volume kondensat memiliki
kekonstanan data yang tinggi karena volume kondensat terus
bertambah sepanjang waktu pengamatan.
5. Proses destilasi selama 20 menit tersebut dengan 300 mL cairan dan 5
gram daun salam, mengandung 112 mL kondensat daun salam dan
sekitar 188 mL aquades murni.
6.2 Saran
Adapun saran dalam praktikum kali ini, diantaranya:
1. Praktikan harus berhati-hati dalam melakukan dan mengamati proses
destilasi, terutama ketika berada di dekat penangas air.
2. Destilator perlu diperbaharui dengan destilator yang kondisinya baik.
3. Penggunaan keramik sebagai batu didih bisa digantikan bahan lain
yang memiliki sifat sejenis.
4. Pengamatan harus benar-benar memperhitungkan waktu sehingga data
proses dapat diperoleh seakurat mungkin.
DAFTAR PUSTAKA
Harmoko, A. 2013. Fisika Panas : Keseimbangan Termal. Jakarta : Universitas
Indonesia.
Holman, J.P. 1995. Perpindahan Kalor Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga.
Fatysahin. 2011. Destilasi. Terdapat pada :
https://fatysahinknowledge.wordpress.com/2011/06/27/destilasi/ (Diakses
6 Mei 2015 pukul 23.27 WIB)
Ferry, E. 2011. Minyak Atsiri. Terdapat pada :
http://endiferrysblog.blogspot.com/2011/06/minyak-atsiri.html (Diakses 6
Mei 2015 pukul 23.47 WIB)
Haqqi, R. 2012. Mekanisme Perpindahan Kalor. Terdapat pada :
http://vyalhaqqi.blogspot.com/ (Diakses 6 Mei 2015 pukul 23.22 WIB)
Sridianti. 2015. Edukasi Teknologi dan Informasi : Keseimbangan Termal.
Terdapat pada : http://www.sridianti.com/pengertian-kesetimbangan-
termal.html (Diakses 6 Mei 2015 pukul 24.01 WIB)
LAMPIRAN
Gambar 9. Rangkaian Destilator
Sumber : Dokumen Pribadi, 2015
Gambar 10. Destilat
Sumber : Dokumen Pribadi, 2015
top related