Analisis Kinerja dan Efisiensi Mixer Pada Ekstrak Minyak Kedelai

Analisis Kebutuhan Energi Proses Agitasi pada Ekstraksi Minyak Atsiri dari Bawang MerahPendahuluan

Suatu proses penyerapan zat tertentu (minyak) dalam suatu campuran zat dipengaruhi oleh luas permukaan dan waktu kontak, sifat zat pelarut dan zat terlarut, temperatur, kecepatan pengadukan, dan lain-lain. Faktor pengadukan (agitasi) merupakan salah satu faktor terpenting pada proses ekstraksi (leaching). Suatu proses operasi pengolahan leaching akan lebih efektif bila pengadukan dilakukan lebih sempurna. Bawang merah merupakan komoditi hortikultura yang mengandung minyak atsiri yang memiki prospek lebih baik. Untuk itu diperlukan teknologi yang mudah dalam mengambil minyak nya. Salah satu cara dengan proses leaching yang diteruskan pemurnian dengan distilasi. Peralatan yang digunakan harus lebih efektif dan efisien baik ditinjau secara teknologi maupun ekonomis. Dalam kajian penelitian ini mencoba menganalisis kebutuhan energi pada proses leaching dan hubungan nya dengan agitasiPengadukan sangat umum dipakai dalam berbagai proses industri kimia, di mana pendukung pengadukan dilengkapi dengan impeler. Impeler yang berputar dengan gerakan dinamis dapat membangkitkan aliran arus aksial dan aliran arus tangensial/radial.Bentuk impeler yang sering digunakan ada 3 jenis, yaitu propeler, padel, dan turbin. Pengadukan secara mekanis yang digunakan untuk tercapai nya tujuan-tujuan antara lain pencampuran dua zat cair, proses reaksi kimia, dispersi gas, perpindahan massa dan panas.Fluida yang mengalami pengadukan dapat menimbulkan gerakan sirkulasi yang berpola dan menyebabkan homogenitas suatu campuran fluida. Tingkat homogenitas yang semakin meningkat akan memberikan mekanisme dan hasil yang bagus pada pencampuran tersebut. Hal ini proses leachin akan lebih sempurna sehingga mengambil minyak yang lebih mudah dan singkat. Tinjauan Pustaka

Ekstraksi pada pinsipnya ada ekstraksi cair-cair dan ektraksi padat-cair. Ekstraksi cair-cair digunakan untuk memisahkan dua zat cair yang saling campur, dengan menngunakan pelarut yang mampu melarutkan salah satu zat dalam campuran. Ekstraksi padat- cair (Leaching) merupakan suatu proses pengambilan atau penarikan suatu zat atau senyawa dalam bentuk laruta pada suatu padatan dengan mengguanakan pelarut. Teknik ektraksi biasa nya mengisolasi (memisahkan) hasil suatu zat tertentu.

Pemisahan dapat terjadi atas kemampun pelarut yang berbeda dalam komponen-komponen dalam campuran. Proses ekstraksi dalam operasinya menggunakan pelarut organik atau non organik sesuai kebutuhan bahan yang akan dilarutkan dan harus memenuhi beberapa syarat. Syarat pelarut yang baik memiki daya larut yang tinggi, titik didih renda, mudah didapat, tidak berbahaya, dan dapat larut dalam air. Proses ektraksi dapat dilakukan dalam beberapa tahapan berikut :1. Pencampuran antara zat terlarut (solut) dan pelarut (sulven), dibiarkan kontak dalam waktu tertentu, dan diberikan perlakuan tambahan seperti mengaduk atau pemanasan.

2. Pemisahan larutan ekstrak

3. Mengisolasi ekstrak dari larutan nya untuk mendapat kembali pelarut.

Ekstraksi bila ditinjau dari alat yang digunakan dapat di bagi tiga jenis, yaitu : 1. Ekstraksi pelarut,

2. Ekstraksi bertinkat/berganda,

3. Ekstraksi soxhletasi

Faktor yang paling penting pada proses leaching adalah kualitas solven yang diguakan. Pelarut organik akan lebih baik sebagai pengekstrak minyak atsiri, karena solut juga terdapat pada material organik. Pelarut organik yang umum digunakan antara lain alkohol, benzena, toluena, dan lain-lain.Minyak atsiri dihasilkan dari tumbuhan tertentu yang menghasilkan aroma wewangian, termasuk tanaman bawang. Oleh karena sifat nya yangspesifik layak dikembangkan karena sangat banyak manfaatnya. Minyak atsiri dalam tumbuhan biasanya berkisar antara 0,5-10%, sisanya berupa limbah organik. Minyak atsir memiliki sifat volatil. Minyak atsiri dapat diproduksi dengan berbagai metode salah satunya dengan metode ektraksi (leaching). Metode ini juga dilakukan dalam penelitian ini untuk pengambilan minyak dari umbi bawang merah. Komposisi kimia bawang merah bervariasi sesuai dengan jenis bawang itu sendiri. Umumnya minyak atsiri yang terkandu dalam bawang merah lebih kurang 0,3%. Minyak atsiri dari umbi bawang merah apabila diekstrak akan menghasilkan minyak berwarna coklat. Standar mutunya sebagai berikut :

1. indek bias pada 20oC : 1,5373-15588

2. angka asam : 12-19,8

3. angka jod : 59,9-66,2

4. titik didih : 112oC Minyak bawang merah banyak digunakan sebagai bahan penyedap dalam bumbu masakan. Minyak bawang belum banyak diproduksi, namun sangat berperan dalam industri makanan. Pengukuran daya suatu pencampuran/pengadukan (agitasi) hdala besarnya daya yang dihasilkan oleh pengaduk (impeler) yang ditransper ke fluida pada saat pengaduk berputar. Untuk fluida dengan viscositas rendah yang digunakan pada peralatan konvensional dapat dihitung secara langsung dengan menggunakan kecepatan impeler, dan koreksi densitas cairan. P = V x I ................................................................... (1)

dimana : P = besar daya, Watt

V = potensial listrik, Voly

I = arus listri, AmperePengukuran angka daya didasarkan pada analisis demensional, dimana dalam analisa ini ditentukan variabel dan hukum-hukum dasar yang terlibat secara sistematis dalam penyelesaiannya. Bilangan tak berdemensi untuk daya impeler yang telah dikembangkan para ahli dengan menggunakan analisis impeler dan sifat-sifat fluida (viscositas dan densitas), putaran impeler dan daya gravitasi. Untuk menentukan angka daya dinyatakan dalam persamaan (2), NPo = P/( N3 D3) ......................................................................(2)dimana : P = daya, Watt = densitas fluida, Kg/m3 N = putaran impeler, rpm

D = diameter impeler, m

Energi yang dibutuhkan mixing didefinisikan senagai harga daya dikalikan dengan waktu. Energi yang diperlukan mixing dapat ditentukan dengan persamaan (3),

E = P.t ......................................................................(3)dimana : E = energi yang dibutuhkan, Joule P = daya, Watt

t = waktu pencampuran, det

Metodologi Penelitian

Bahan, dan Peralatan

Penelitian dalam pelaksanaannya memerlukan bahan-bahan sebagai berikut, yaitu: aquadest, pelarut etanol 96%, Na2SO3, NaOH, I2, Asam Asetat, Kloroform, dan Bawang Merah. Adapun peralatan yang digunakan, yaitu : sejumlah alat ukur volum, vicnometer, viscometer, multimeter, stop watch, timbangan, bender, corong, biuret, erlenmeyer dan seperangkat alat ekstraksi yang dilengkapi pengaduk, serta seperangkat alat distilasi,

Untuk memenuhi sasaran dan tercapainya tujuan yang di inginkan maka diperlukan penetapan variabel-variabel. Varibel-variabel tersebut meliputi :

1. Variabel tetapa. Volume ekstraksileaching, 1 liter

b. Volume pelarut, 0,5 literc. Temperatur 27oC

d. Bentuk dan ukuran impeler, jenis disc padel, D = 5 cm2. Variabel bebasa. Kecepatan pengaduk, (r:pm) : 200, 300, dan 400

b. Waktu pengadukan, (det) : 5, 10, 15, 20, 25, dsn 30

3. Variabel terikata. Kebutuhan energi

b. Rendemen minyak

Untuk menjaga kestabilan proses ekstrsksi dan pemurnian, perlu dikontrol temperatur operasi dan kestabilan arus listrik. Pengukuran potensial dan arus listrik pada agitasi mutlak diperlukan. Prosedur Penelitian

Kegiatan penelitian dalam pelaksanaan nya dikerjakan dengan prosedur yang baik agar lebih mudah dalam mengambil/mengamati dan menganalisis data. Oleh karena itu disusun prosedurnya dalam tiga tahapan.

1. Tahap persiapan

Tahapan ini dilakukan kegiatan meliputi: persiapan bahan baku sampel dan persiapan peralatan ekstraksi dan distilasi.2. Tahap operasi3. Tahap Analisis

HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah dilakukan rangkaian kegiatan perlakuan hingga pengolahan data penelitian ini, maka diperoleh hasil seperti ditunjukkan grafik dalam Gambar-1, Gambar-2, dan Gambar 3. Dari grafik tersebut menunjukkan pengaruh kecepatan perputaran impeler (agitasi) terhadap kebutuhan energi, rendemen minyak yang dihasilkan, dan bilangan tanpa demensi NPo, nyata kita lihat semakin tinggi kecepatan putar impeler energi yang dibutuhkan semakin tinggi dan menghasilkan rendemen yang semakin meningkat pula. Pengaruh waktu yang semakin lama juga menghasilkan rendemen yang semakin banyak tapi energi yang dperlukan bertambah besar. Selain itu karena pengaruh agitasi NPo juga bertambah besar. Pembahasan

Pengaruh waktu menunjukka kenaikan perolehan hasil rendemen ini disebabkan pengaruh lama kontak antara pelarut dan zat terlarut pada permukan padatan dan pelarut etanol. Hal ini menggambarkan bahwa kemampuan pelarut untuk menarik zat terlarut minyak yang ada pada padatan, akibat daya larut yang dimilikinya. Namun disaat waktu yang semakin meningkat dlperkirakan kemampuan zat terlarut akan menjadi terbatas, karena perlarut yang diberikan konstan dan sebagian besar solut telah larut. Dalam penelitian ini waktu maksimum yang diuji sampai 75 det, hal ini dibatasi karena pelarutan dibantu agitasi. Pada gambar 1, dapat kita lihat dengan jelas semakin lama waktu ekstraksi (leaching), dan semakin cepat putaran impeler semakin banyak energi yang diperlukan. Hal ini menunjukkan kebutuhan energi sangat berpengaruh terhadap perubahan waktu leaching dan putaran pengaduk (impeler). Kajian ini menunjukkan kebutuhan energi proses leaching berbanding lurus terhadap pertambahan waktu dan kecepatan impeler. Kenaikan yang signifikan memberi harapan untuk semua solut dapat terkuras dari padatan. Tapi tidak semua tingkat harapan terpenuhi mengingat uji yang dilakukan pada waktu maksimum 75 detik, dan kecepatan impeler maksimum hanya sampai 400 rpm.

Gambar 1 : Kebutuhan energi pada prose eksktrasi

bawang merah akibat pengaruruh waktu

dan agitasi

Gambar 2 : Rendemen Minyak pada proses eksktrasi bawang merah akibat pengaruruh waktu dan agitasi

Gambar 3 : Bingan NPo pada prose eksktrasi bawang merah akibat pengaruruh waktu dan agitasi

Kesimpulan

Daftar Pustaka1. Bertrand J.P,Power Consumption, Pumping Capacity and Turbulence Intencsity in Baffled Stired Tank, Comparison Between Several Turbines. Journal Institut du Genie Chimique, L.A. CNRS no.192, Chemin de Loge, France, 1980

2. Komori, S.,Turbulent Mixing in Baffled Stired Tanks with Vertikal Blade Impeller Al Che Journal, Vol. 34, No.6, 19883. sano, J.,Effect of Paddle Dimensions and Bafflend Conditions on the Interrelations Among Dischargef Flow Rate, Mixing Power and Mixing Time in Mixing Vessel, Journal of Chemical Engeneering of Japan , Vol. 21, No. 5, 1988

4. Rahayu Restu, Berlian Nur V. A, Bawang Merah, Penebar Swadaya, Jakarta, 20045. Ketaren S, Pengantar Teknologi Minyak Atsiri, Balai Pustaka, Jakarta, 1985

6. Ketaren S, Pengatar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan, Balai Pustaka Jakarta, 1986

7. Wibowo Singgih, Budidaya Bawang Merah, Bawang Putih dan Bawang Bombay, PT. Penebar Swadaya, 1990

8. Yuliani Sri, Teknologi Pengolahan Hasil Berwawasan Agroindustri, Balai Penelitian Pertanian, Bogor, 20049. Luqman Tony, Rahmawati Yeyet, Produksi dan Perdagangan Minyak Atsiri, PT. Penebar swdaya, Jakarta, 1994

10. Sugiharto, Budidaya Tanaman Bawang Merah, CV. Aneka Ilmu, Semarang, 1992.