PERALATAN INDUSTRI PROSESKebutuhan Steam Distilasi Minyak Atsiri

Disusun untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Peralatan Industri Proses Semester Empat Program Diploma III Jurusan Teknik Kimia

Dosen : Dr. Ir. Ahmad Rifandi, M.Sc.

Disusun oleh :Neng Sri Widianti NIM. 121411020Kelas 2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2014

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI 2DAFTAR TABEL 2PENDAHULUAN Minyak Atsiri 3Kayu Manis Sebagai Bahan Baku Minyak Atsiri 3Proses Distilasi Minyak Atsiri 5PERHITUNGANMenghitung Kebutuhan Steam per Kg Bahan Baku 7DAFTAR PUSTAKA 10

DAFTAR TABEL

NomorJudul Halaman1. Karakteristik Tumbuhan Kayu Manis 42. Komponen Kimia Kulit Kayu Manis 43. Komposisi Senyawa Penyusun Minyak Atsiri 54. Karakteristik Senyawa Sinamaldehida 75. Perbandingan Senyawa Sinamaldehida dengan Air 8

PENDAHULUANMinyak Atsiri Minyak atsiri, atau dikenal juga sebagaiminyak eteris(aetheric oil),minyak esensial,minyak terbang, sertaminyak aromatik, adalah kelompok besarminyak nabatiyang berwujud cairan kental pada suhu ruang namun mudah menguap sehingga memberikan aroma yang khas. Minyak atsiri merupakan bahan dasar dari wangi-wangian atau minyak gosok (untuk pengobatan) alami (http://boddhileader.wordpress.com).Minyak atsiri memiliki bau mirip tanaman asalnya yang diambil dari bagian-bagian tanaman seperti daun, buah, biji, bunga, akar, rimpang, kulit kayu, bahkan seluruh bagian tanaman. Minyak atsiri selain dihasilkan oleh tanaman, dapat juga sebagai bentuk dari hasil degradasi oleh enzim atau dibuat secara sintetis. Adapun sifat-sifat minyak atsiri sbb: Memiliki bau khas, umumnya bau ini mewakili bau tanaman asalnya . Memiliki rasa getir, berasa tajam, menggigit, memberi rasa hangat sampai panas atau justru dingin ketika dikulit, tergantung dari jenis komponen penyusunnya. Bersifat tidak bisa disabunkan dengan alkali dan tidak berubah menjadi bau tengik, ini berbeda dengan minyak lemak. Tidak dapat bercampur dengan air, tetapi dapat memberikan baunya pada air walaupun kelarutannya sangat kecil. Sangat mudah larut dalam pelarut organik.Proses produksi minyak atsiri dapat ditempuh melalui 3 cara, yaitu: (1) pengempaan (pressing), (2) ekstraksi menggunakan pelarut (solvent extraction), dan (3) penyulingan (distillation). Penyulingan merupakan metode yang paling banyak digunakan untuk mendapatkan minyak atsiri. Penyulingan dilakukan dengan mendidihkan bahan baku di dalam ketel suling sehingga terdapat uap yang diperlukan untuk memisahkan minyak atsiri dengan cara mengalirkan uap jenuh dari ketel pendidih air (boiler) ke dalam ketel penyulingan (http://minyakatsiriindonesia.wordpress.com/atsiri/). Kayu Manis Sebagai Bahan Baku Minyak AtsiriSalah satu bahan yang dapat digunakan sebagai bahan baku minyak atsiri adalah kayu manis. Tanaman kayu manis (Cinnamomum sp) termasuk ke dalam famili Lauraceae yang terdiri dari 47 marga dan lebih dari 1900 spesies yang berbentuk pohon-pohonan dan semak (Rismunandar, 1993). Karakteristik dari tumbuhan kayu manis, ditunjukkan pada tabel 1.Tabel 1 : Karakteristik Tumbuhan Kayu Manis

Menurut Wijesekera (1978) dalam Historical Overview of the Cinnamon Indutry (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/36362) menyebutkan bahwa dari aspek fitokimia, kayu manis memiliki sifat yang unik yaitu seluruh bagian tanaman mengandung minyak atsiri dengan komposisi yang berbeda. Komponen utama minyak atsiri dari kulit kayu Cinnamomum zeylanicum adalah sinamaldehida, sedangkan komponen utama minyak atsiri dari daun dan dari kulit akar masing-masing adalah eugenol dan kamfor.Kandungan kimia kulit kayu manis diperlihatkan oleh tabel 2 dibawah ini :Tabel 2 : Komponen Kimia Kulit Kayu ManisMinyak atsiri yang berasal dari kayu manis mempunyai warna kuning jernih sampai kecoklatan, dimana komponen utamanya adalah sinamaldehid. Minyak atsiri kayu manis ini banyak digunakan sebagai bahan kosmetik, parfum, flavor makanan dan minuman, serta sebagai antiseptik dan antimikroba dalam bidang kedokteran. Komponen penyusun Minyak Atsiri dari kulit kayu manis diperlihatkan dalam tabel 3.Tabel 3. Komposisi Senyawa Penyusun Minyak Atsiri

Proses Distilasi Minyak Atsiri Penyulingan Dengan AirPrinsip Kerja : Ketel penyulingan diisi air sampai volume hampir setengahnya, lalu dipanaskan. Sebelum air mendidih, bahan baku dimasukkan dalam ketel. Bahan baku biasanya yang tidak rusak oleh panas uap air misalnya bunga atau daun yang mudah bergerak dalam air.

Penyulingan Dengan Uap dan AirPrinsip Kerja : Ketel diisi air sampai batas saringan/angsang. Bahan Baku diletakkan diatas angsang sehingga tidak kontak langsung dengan air yang mendidih tetapi berhubungan dengan uap air. Air yang menguap akan membawa partikel minyak atsiri dan dialirkan ke alat pemisah.

Penyulingan Dengan UapPada proses penyulingan untuk memperoleh minyak atsiri, digunakan sistem distilasi uap. Sistem ini baik digunakan untuk bahan tumbuhan yang mengandung senyawa dengan titik didih yang relatif lebih tinggi dan keras seperti cengkeh dan kayu manis (Guenther, 1987).Prinsip Kerja : Pada sistem ini, air sebagai sumber uap panas dihasilkan dalamboileryang letaknya terpisah dari ketel penyulingan. Uap yang dihasilkan mempunyai tekanan lebih tinggi dari tekanan udara luar. Penyulingan dengan uap sebaiknya dimulai dengan tekanan uap yang rendah(kurang lebih 1 atm), kemudian secara berangsur angsur tekanan uap dinaikkan menjadi kurang lebih 3 atm. Jika permulaan penyulingan dilakukan pada tekanan tinggi, maka komponen kimia dalam minyak akan mengalami dekomposisi. Jika minyak dalam bahan dianggap sudah tersuling, maka tekanan uap perlu diperbesar lagi yang bertujuan untuk menyuling komponen kimia yang bertitik didih tinggi (Armando, 2009)

PERHITUNGANMenghitung kebutuhan steam per kg bahan baku.Minyak atsiri yang diperoleh dari kulit kayu manis, didominasi oleh senyawa Sinamaldehida. Tabel 4 memperlihatkan sifat-sifat dari senyawa sinamaldehida.Tabel 4 : Karakteristik Senyawa Sinamaldehida

Untuk menghitung kebutuhan steam yang diperlukan dalam distilasi uap minyak atsiri, digunakan persamaan gas ideal yaitu PV = nRT. Tekanan senyawa yang digunakan adalah tekanan senyawa murni pada keadaan standar, yaitu tekanan uap senyawa murni pada suhu 25oC. Tekanan uap sinamaldehida pada suhu 20oC adalah 0,02 mmHg dan pada suhu 25oC adalah 0,03 mmHg (http://www.caslab.com/ dan http://www.chemicalbook.com/).

Tabel 5. Perbandingan Senyawa Sinamaldehida dengan AirSinamaldehidaAir

Suhu Standar25oC25oC

Tekanan Uap Murni0,03 mmHg23,76 mmHg

Massa Molekul132,15 kg/kmol18 kg/kmol

R (Tetapan Gas Ideal)8,314 J/mol.K

Perhitungan : Analisis : Asumsi Volume air = Volume Sinamaldehida R tetap Suhu air = Suhu SinamaldehidaSehingga : Nilai Tekanan sebanding dengan besar mol senyawa, maka :

Untuk massa bahan baku yang digunakan, karena kandungan Minyak Atsiri dalam Bahan Baku Kulit Kayu Manis sebesar 3,4%, maka untuk menghasilkan 3,965 kg sinamaldehida diperlukan bahan baku sebanyak :y kg bahan baku = 3,965 kg sinamaldehida x = 116,618 kg bahan bakuMaka, = 3,667 kg air/kg bahan baku.Jadi untuk setiap 1 kg bahan baku kulit kayu manis, diperlukan air (steam) sebanyak 3,667 kg.

DAFTAR PUSTAKAFitriyeni, Ira. 2011. Kajian Pengembangan Industri Pengolahan Kulit Kayu Manis di Sumatera Barat. Sekolah Pasca Sarjana : Institut Pertanian Bogor.Yuliarto, Fuki Tri dkk. 2012. Pengaruh Ukuran Bahan dan Metode Destilasi Terhadap Kualitas Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis. Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas Sebelas Maret : Universitas Sebelas Maret.Nainggolan Marnaek. 2008. Isolasi Sinamaldehida dari Kulit Kayu Manis. Sekolah Pasca Sarjana : Universitas Sumatera Utara, Medan.http://www.chemicalbook.com/ProductMSDSDetailCB1168459_EN.htmhttp://www.caslab.com/Cinnamaldehyde.php5http://boddhileader.wordpress.comhttp://minyakatsiriindonesia.wordpress.com/atsiri/

Kebutuhan Steam Minyak Atsiri

2