blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/inamanatur/files/2013/05/destilasi.docx · Web viewBeberapa bahan organik tidak dapat didistilasi secara memuaskan pada tekanan atmosfer, sebab akan mengalami

ALAT DESTILASI

1. Alat Dan Keterangan

a. Destilasi uap

Memisahkan zat senyawa cair yang tidak larut dalam air dan titik didihnya

cukup tinggi sedangkan zat cair tersebut mencapai titik didihnya, zat cair sudah

terurai, teroksidasi atau mengalami reaksi pengubahan (rearrangement). Destilasi

uap adalah istilah umum untuk destilasi campuran air dengan senyawa yang tidak

larut dalam air.Destialsi uap untuk memurnikan zat/senyawa cair yang tidak larut

dalam air, dan titik didihnya cukup tinggi, sedangkan sebelum zat cair tersebut

mencapai titik didihnya, zat cair sudah terurai, teroksidasi atau mengalami reaksi

pengubahan (rearranagement), maka zat cair tersebut tidak dapat dimurnikan

secara destilasi sederhana atau destilasi bertingkat, melainkan harus didestilasi

dengan 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.

Untuk destilasi uap, labu yang berisi senyawa yang akan dimurnikan dihubungkan

dengan labu pembangkit uap (lihat gambar alat destilasi 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.

a. Destilasi vakum

Titik didih dapat didefinisikan sebagai suhu pada tekanan atmosfer atau pada

atekanan tertentu lainnya, dimana cairan akan berubah menjadi uap atau suhu pada

saat tekanan uap dari cairan tersebut sama dengan tekanan gas atau uap yang

berada disekitarnya.Jika dilakukan roses penyulingan pada tekanan atmosfer maka

tekanan uap tersebut akan sama dengan tekanan air raksa dalam kolom setinggi

760 mmHg. Berkurangnya tekanan pada ruangan di atas cairan akan menurunkan

titik didih, dan sebaliknya peningkatan tekanan di atas permukaan cairan akan

menaikkan titik didih cairan tersebut (Taufiq, 2010).

Beberapa bahan organik tidak dapat didistilasi secara memuaskan pada

tekanan atmosfer, sebab akan mengalami penguraian ataudekomposisi sempurna

sebelum titik didih nirmal tercapai. Dengan mengurangi tekanan eksternal 0,1-30

mmHg, titik didih dapat diturunkan dan distilasi dapat berlangsung tanpa

mengakibatkan terjadinya dekomposisi. Jika cairan yang disuling tidak stabil pada

kisaran suhu tertentu, atau jika titik didihnya pada kondisi normal terlalu tinggi,

maka destilasi dapat dilakukan pada suhu yang direndahkan dengan menurunkan

tekanan atmosfer distilasi. Teknik distilasi ini disebut distilasi vakum.Memisahkan

dua komponen yang titik didihnya sangat tinggi, metode yang digunakan adalah

dengan menurunkan tekanan permukaan lebih rendah dari 1atm sehingga titik

didihnya juga menjadi rendah, dalam prosesnya suhu yang digunakan untuk

mendestilasinya tidak terlalu tinggi.

Rangkaian Alat Destilasi Vaccum

Keterangan :

1. Pendingin 6. Klem dan Statif

2. Tangki air pendingin 7. Regulator

3. Labu destilasi 8. Labu penampung pelarut

4. Penangas air 9. Pompa Vaccum

5. Kompor listrik

2. Cara kerja Destilator

Alat atau mesin destilasi adalah alat yang digunakan untuk mengekstraksi

suatu zat cair atau padat yang terdapat dalam dua atau lebih campuran zat,

berdasarkan tinggi rendahnya titik uapnya. Alat destilasi ini ada dua macam yaitu

alat destilasi secara basah dan alat destilasi secara kering.

Prosedur kerja alat destilasi dengan uap panas berlangsung sebagai berikut yaitu:

a. Masukkanlah air kedalam labu didih dan masukkanlah bahan yang akan didestilasi

kedalam erlenmeyer.

b. Hubungkanlah labu didih dengan erlenmeyer dengan pipa dan perhatikan

pemasangan pipa-pipa tersebut jangan sampai bocor maka digunakan sebagai

sumbat adalah sebuah gabus atau karet yang tahan panas.

c. Hubungkanlah erlenmeyer sebagai alat penyuling denan kondensor dengan sebuah

pipa. Perhatikanlah pula cara pemasangan pipa ini jangan sampai bocor.

d. Hubungkanlah kondensor dengan alat penampung kondensat.

e. Hubungkan pula kondensor dengan sebuah tempat penampung air pendingin yang

letaknya lebih tinggi dari kondensor. Perhatikan aliran air ke kondensor tersebut

agar arahnya berlawanan dengan aliran uap bahan yang didinginkan

(dikondensasi)

f. Pasanglah alat pemanas untuk memanasi labu didih dan setelah air mendidih uap

panas akan mengalir ke erlenmeyer yang berisi bahan hingga bahan yang di

destilasi akan menguap dan uap bahan ini bersama-sama dengan uap akhir

mengalir ke alat kondensat yang tertampung dalam alat penampung kondensat.

Selanjutnya kondensat tersebut dimasukkan ke dalam alat pemisah dimana

dipisahkan antara zat hasil dengan air.

Cara kerja alat destilasi dengan uap panas dan air skala laboratorium.

Prosedur kerja dari alat destilasi ini berlangsung sebagai berikut:

a. Bukalah tutup ketel pemanas dan penyuling, istilah dengan air sampai beberapa

sentimeter tingginya dari tempat alat penyekat yang berlubang-lubang. Pasanglah

alat penyekat tersebut dan masukkanlah bahan yang akan didestilasi di atas alat

penyekat. Tutuplah ketel pemanas dan penyuling dengan erat.

b. Pasanglah kondensor dan hubungkanlah dengan ketel pemanas dan penyuling

tersebut dengan sebuah pipa, serta hubungkan pula kondensor ini dengan bak air

pendingin. Perhatikan jangan sampai aliran air pendingin terbalik tetapi harus

berlawanan dengan uap destilasi yang didinginkan. Pemasangan pipa harus betul-

betul rapat guna menghindari kebocoran.

c. Pasanglah alat penampung kondensat.

d. Nyalakan api pemanas ketel pemanas dan penyuling hingga air dalam ketel akan

mendidih dan uap air panasnya melalui lubang-lubang penyekat akan naik ke atas

dan memanasi bahan yang akan disuling.

e. Uap dari bahan mengalir ke kondensor dan karena adanya air pendingin akan

mengalami kondensasi. Kondensat akan keluar dari lobang pengeluaran dan

ditampung dalam alat penampung yang selanjutnya dialirkan ke alat pemisah

cairan destilasi dari kondensat berdasarkan berat jenis.

Alat destilasi denangan air skala laboratorium

Didalam destilasi dengan menggunakan air makan bahan yang akan didestilas

dicampur dengan air, misalnya pada alkohol, terpentin, gondorukem dan lain-lain.

Destilasi denan cara ini digunakan untuk bahan-bahan yang mudah menggumpal

bila terkena uap panas.

Cara kerja alat destilasi dengan air, skala laboratorium:

a. Pasanglah peralatan dengan betul dan teliti terutama pada tempat penyambungan

supaya tidak terjadi kebocoran.

b. Masukkanlah air dan bahan yang akan didestilasi ke dalam labu pemanas dan

penyuling.

c. Hubungkan labu pemanas dan penyuling dengan kondensor.

d. Hubungkan pula kondensor dengan air pendingin dan usahakan aliran air

pendingin dalam kondensor berlawanan dengan aliran uap bahan yang didestilasi.

e. Pasanglah alat penampung cairan kondensat pada lubang pengeluaran kondensat

dari kondensor.

f. Pasanglah alat pemanas hingga air dalam labu pemanas akan mendidih dan

memanasi bahan sehingga akan terjadi uap bahan.

g. Uap bahan akan mengalir dalam kondensor karena adanya air pendingin maka uap

bahan tersebut akan mengalami kondensasi dan terbentuklah kondensat yang

keluar dari kondensor dan tertampung dalam alat penampung.

h. Selanjutnya kondensat dimasukkan dalam alat pemisah cairan destilasi.

Alat penyuling skala komersil juga terdiri dari empat bagian yaitu ketel uap

sebagai penghasil panas, ketel penyuling, alat pendingin dan alat penampung dan

pemisah. Berdasarkan sumber panas yang digunakan destilasi dengan alat skala

komersil juga ada tiga macam yaitu destilasi dengan uap air panas, destilasi

dengan uap air panas dan air, destilasi dengan air. Alat destilasi skala komersil

digunakan dalam indus ter industri minyak atsiri seperti minyak cengkeh, minyak

kayu putih, minyak sereh, minyak nilam dan sebagainya.

Cara kerja alat destilasi dengan uap skala komersiil :

a. Buka tutup ketel penyuling dan istilah dengan bahan yang akan didestilasi sampai

penuh. Kemudian tutup kembali dengan erat. Perhatikan baud-baud

pengancingnya jangan sampai kendor.

b. Sebelumnya ketel uap telah dipanasi dan bila tekanan uap dalam ketel uap telah

cukup (8 atmosfir) yang dapat dilihat dalam manometer pada ketel uap tersebut.

c. Karena aliran uap panas tersebut dalam bahan, maka inyak atsiri akan menguap

dan uap minyak tersebut selanjutnya mengalir ke alat kondensor hingga

mengalami kondensasi dan terbentuklah kondensat yang selanjutnya ditampung

dalam alat penampung dan pemisah untuk dipisahkan antara minyak atsiri ( cairan

destilasi) dengan air.

Cara kerja alat destilasi kering adalah:

a. Bukalah tutup ketel penyuling dan masukkan bahan yang akan didestilasi.

Kemudian tutup kembali eratkan baut-baut pengucinya.

b. Hubungkan ketel penyuling dengan kondensor dan pasanglah alat penampung

kondensat pada mulut pengeluaran kondensat dari kondensor.

c. Alirkan air pendingin ke kondensor dan jangan sampai terbalik. Aliran air

pendingin dalam kondensor harus berlawanan dengan aliran uap bahan dari ketel

penyuling ke kondensor.

d. Nyalakan api pemanas dan apabila sumber panas ada di luar ketel, alirkanlah asap

panasnya kedalam ketel dengan membuka kran pemasukan asap panas.

e. Dengan adanya asap panas yang masuk kedalam ketel penyuling, maka bahan

yang akan di destilasi akan dipanasi dan minyak atsiri yang terkandung di

dalamnya akan menguap. Apabila sumber panas berada di luar ketel maka asap

panas yang dialirkan melalui pipa ke dalam ketel akan memanasi udara di dalam

ketel dan udara panas akan naik memanasi bahan yang akan di destilisasi.

f. Uap minyak akan dialirkan ke dalam kondensator melalui pipa penyuling, karena

adanya air pendingin maka uap bahan akan mengalami kondensasi dan berubahlah

menjadi kondensat, yang ditampung dalam alat penampung yang selanjutnya

dipisahkan dari zat-zat yang lain dalam alat pemisah.

3. Aplikasi Destilasi dalam Bidang Agroindustri

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. Produk agroindustri yang proses pembuatannya

menggunakan mesin destilasi seperti pembuatan minyak atsiri, pembuatan minyak

goreng, pembuatan ethanol. Dalam pembuatan minyak atsiri, bahan yang

digunakan seperti cengkeh, lada hitam, kayu manis, bunga kenanga, akar wangi

dan lain-lain. Dalam pembuatan minyak atsiri, bahan baku mengalami penyulingan

menggunakan ketel suling, kemudian mengalami pendingunan menggunakan

kondensor, lalu mengalami pemisahan minyaknya. Pada pembuatan minyak

goreng, mesin destilasi digunakan untuk memisahkan minyak dari bau yang

dihasilkan karena proses penyabunan. Mesin destialsi yang digunakan pada proses

pemisahan minyak dengan bau yang tidak diinginkan dengan menggunakan

deodorizer. Sedangkan dalam pembuatan ethanol mesin yang digunakan untuk

memisahkan ethanol dari air dengan menggunakan mesin destilator.

a.  Desalinasi ( Menguapkan Air Laut menjadi Air Tawar )

Ada beberapa peralatan yang mendukung proses destilasi ini. Antara lain

adalah heater, kondensor, ejektor air, pompa ejektor, pompa kondensat, indikator

salinitas, dan peralatan kontrol.Proses kerja destilasi ini mulanya air laut dihisap

oleh pompa ejektor yang terdapat dipantai. Kemudian, air laut tersebut dimasukan

ke dalam alat penukar gas (heat exchanger). Pada tahap ini, air laut dipanasi oleh

air panas dari panas buang diesel atau boiler limbah biomassa pada suhu 80o C.

Selanjutnya, air tersebut divakumkan pada tekanan udara kurang dari 1 atm.Pada

kondisi hampa udara (vakum) yang tinggi dan suhu rendah itulah, sebagian dari air

laut menguap. Dimana, uap bertekanan rendah dari tempat lain mendapat

pendinginan dari air laut yang dimasukkan dari cerobong terpisah. Pada saat itulah,

uap berkondensasi menjadi air tawar. Air laut yang sudah hangat akan mengalir

dari saluran keluar pendingin. Dan selanjutnya akan masuk ke dalam heat

exchanger sebagai air umpan. Uap tekanan rendah yang timbul di dalam heat

exchanger mengalir masuk ke dalam evaporator. Begitu pula dengan air sisa

buangan yang kental.Selanjutnya, uap air itu didinginkan oleh air laut dan

berkondensasi menjadi air tawar.

Hasil air tawar di kondensor itu kemudian dipompa keluar oleh

condensatepump. Kemudian, air tersebut dialirkan ke tangki persedian air tawar.

Sementara sisa air buangan dikeluarkan secara teratur oleh water

ejector.Sedangkan mengenai kadar garam dari air destilat (air yang dihasilkan dari

proses destilasi ini–red) secara terus menerus dipantau oleh salinity indicator.

Sebuah solenoid valve dipasang pada saluran keluar pompa air destilasi.

b. Pengolahan Minyak Bumi

Salah satu penerapan terpenting dari metode destilasi adalah pemisahan

minyak mentah menjadi bagian-bagian untuk penggunaan khusus seperti untuk

trasportasi, pembangkit listrik, pemanas, dan lai-lain. Udara didestilasi menjadi

komponen-komponen seperti oksigen untuk penggunaan medis dan heliun untuk

pengisi balon. Destilasi juga telah digunakan sejak lama untuk pemekatan alkohol

dengan penerapan panas terhadap larutan hasil feementasi untuk menghasilkan

minuman suling.

Menara destilasi, Di menara inilah terjadi proses destilasi. Yaitu pemisahan larutan

dengan menggunakan panas sebagai pemisah. Syarat utama agar terjadinya proses

destilasi adalah adanya perbedaan komposisi antara fase cair dan fase uap. Dengan

demikian apabila komposisi fase cair dan fase uap sama maka proses destilasi

tidak mungkin dilakukan. Prosaes destilasi tidak mungkin dilakukan. Proses

destilasi pada kilang minyak bumi merupakan pengolahan secara fisika secara

primer sebagai awal dari semua proses memproduksi BBM (Bahan Bakar

Minyak).

4. Resume Jurnal sebagai Refrensi

Bioethanol adalah sumber energi terbarukan yang dapat mengurangi

ketergantungan terhadap sumber energi fosil. Salah satu produk yang dapat

digunakan adalah singkong. Teknologi proses produksi ethanol atau bio-ethanol

dari singkong dapat dibagi dalam tiga tahap, yaitu gelatinasi, sakharifikasi, dan

fermentasi. Proses pengolahan memerlukan beberapa unit pengolahan. Pertama,

pemarut yang digunakan untuk mengecilkan ukuran singkong dan mengetahui

kapasitas serta biaya operasioal. Kedua, pemasak digunakan untuk proses

gelatinisasi dan sakarifikasi dimana proses gelatinisasi memerlukan suhu 110 oC

sedangkan proses sakarifikasi memerlukan suhu 55 oC. Ketiga, fermentor yang

digunakan sebagai wadah dimana proses perubahan gula menjadi alcohol dengan

bantuan yeast berlangsung. Proses fermentasi memerlukan kondisi steril dan suhu

berkisar 32 oC. Keempat, destilator berfungsi untuk memisahkan ethanol dari air

sehingga didapatkan ethanol dengan kemurnian 95 %.

Berdasarkan penelitian, didapatkan hasil sebagai berikut. Pada mesin pemarut,

telah menghasilkan hasil parutan dengan ukuran yang cukup memadai untuk

dijadikan bubur yang mana dalam proses pemasakannya akan cukup baik untuk

terjadinya proses gelatinasi. Proses pemarutan berjalan dengan kondisi yang stabil

tanpa adanya anomaly getaran yang berlebih. Pada unit mesin pemasak yang telah

dihasilkan mampu bekerja sesuai dengan fungsinya yakni melakukan proses

pemanasan pada suhu dan tekanan tinggi. Suhu pemanasan yang dicapai mampu

mencapai pada tingkat suhu yang diinginkan yaitu 1400C dimana proses gelatinasi

dari karbohidrat akan berlangsung dengan baik. Pada unit mash cooler berfungsi

untuk mendinginkan bahan dari proses gelatinisasi pada suhu 110 o menjadi suhu

55 oC untuk proses sakarifikasi.

Pada destilator, berfungsi untuk menghasilkan ethanol dengan kemurnian

diatas 95 %. Untuk mencapai kemurnian yang tinggi, proses destilasi dilakukan

secara bertingkat. Destilator juga dilengkapi dengan boiler untuk menghasilkan

uap tekanan tinggi yang akan digunakan untuk proses destilasi. Uap dari boiler

menuju kolom beer dan kolom rectifier untuk selanjutnya menuju preheater. Di

dalam pre heater terjadi pertukaran panas antara bahan baku (beer) dengan uap

panas, sehingga bahan baku mengalami peningkatan suhu dan selanjutnya menuju

kolom beer, sedangkan uap mengalami penurunan suhu sehingga uap dengan

kandungan ethanol rendah akan terkondensasi dan menuju kolom rectifier untuk

dimurnikan lebih lanjut, sedangkan uap dengan kemurnian tinggi akan menuju

kondensor dan berubah fase menjadi cair. Proses pemisahan ethanol dan air

dilakukan berdasarkan perbedaan titik didih dan berlangsung dalam kolom beer

dan rectifier. Di dalam kolom beer dan rectifier, bahan (beer) dalam rak akan

dilewati oleh uappanas. Uap air secara berkala akan berubah fase menjadi cair

pada saat melewati beer, sedangkan ethanol yang terkandung dalam beer akan

berubah fase menjadi uap dan menuju ke rak bagian atas. Mesin boiler yang dibuat

berfungsi dengan baik dalam menghasilkan uap super kritis sampai pada tingkat

kekeringan tertentu (pada suhu 1500C dan tekanan 8-10 kg/cm2). Kondisi

operasional mesin boiler dapat diatur sesuai dengan kebutuhan operasional yang

dibutuhkan oleh destilator dan untuk pengaturan ini telah dipasang katup

pengaman yang dapat bekerja secara otomatis untuk mengendalikan tekanan uap

yang diproduksi didalam boiler. Permasalahan yang masih perlu dipecahkan

adalah pengaturan antara laju produksi uap dengan dengan laju konsumsi uap yang

dibutuhkan didalam destilator. Dari hasil uji coba menunjukan adanya ketidak

seimbangan antara laju produksi uap oleh boiler dengan laju konsumsi uap yang

dibutuhkan oleh destilator. Penambahan ruang penampung uap masih dibutuhkan

guna untuk menyempurnakan kinerja dari boiler yang telah dibuat.

5. Contoh Pabrik yang Menggunakan Mesin Destilasi

Contoh pabrik industri yang menggunakan mesin untuk proses destilasi sebagai

berikut:

PT Salim Ivomas Pratama Surabaya (Permatasari, 2008), pabrik ini menggunakan mesin untuk proses destilasi. Mesin yang dugunakan adalah deodorizer tank (DEO701) untuk proses deodorasi. Proses deodorasi bertujuan untuk menghilangkan zat-zat yang menentukan rasa atau bau yang tidak enak pada

minyak termasuk akibat adanya sisa sabun. Prinsip deodorasi yaitu penyulingan dengan uap panas dalam tekanan atmosfer atau keadaan vakum.

PT Perkebunan Nusantara XI (PERSERO) Lumajang (Taufiq, 2010). Perusahaan ini merupakan pabrik yang menghasilkan alkohol dan spiritus (PASA), untuk menghasilkan alkohol perlu adanya mesin destilasi. Mesin destilasi yang digunakan adalah desrilator. Komponen Destilator terdiri dari Mash & degasification Column, Pre-running Separating Column, alcohol Column, Less & Ractifying Column dan Repurifying Column.

PT Sinar Mas Resources and Technology Tbk Surabaya (Chistianto,2011), merupakan pabrik penghasil minyak goreng . mesin yang digunakan adalah Deodorizer (T-302). Mesin ini berfungsi untuk menghilangkan asam lemak bebas atau FFA yang masih terkandung serta zat yang dapat menimbulkan bau dengan cara destilasi.

Pabrik Penyulingan Minyak Atsiri Jombang (Bangsawan, 2003). Dalam pembuatan minyak atsiri proses destilasi menggunakan alat ketel suling, pendingin (condesor), pemisah minyak (decanter).

DAFTAR PUSTAKA

Bangsawan, Rendra. 2003. Laporan Praktek Kerja Lapang: Proses Penyulingan

Minyak Daun Cengkeh di Pabrik Minyak Atsiri Dusun Sumber Desa

Wonosalam-Kabupaten Jombang. Malang: TeknikPertanian FTP UB.

Chirtianto, E Balin. 2011. Laporan Praktek Kerja Lapang: Analisi Proses

Produksi Minyak Goreng di PT Sinar Mas Resources and Technology Tbk

Surabaya. Malang: Teknologi Industri Pertanian FTP UB.

Guritno, B dkk. 2011. Desain Unit Pengolahan Bioetanol Untuk Petani di Desa

Ngajum Kecamatan Sumber Pucung Kabupaten Malang. Jurnal Rekayasa

Mesin. Vol. 2, No. 1, Hal: 83-91. FTP UB. Malang.

Permatasari, V Rizky. 2008. Laporan Praktek Kerja Lapang: Teknologi

Pemurnian Multi Proses (PMP) pada Pengolahan Minyak Goreng Bimoli di

PT Salim Ivomas Pratama Surabaya. Malang: Teknologi Industri Pertanian FTP

UB.

Rusli, S. 1977. Konstruksi Unit Penyuliangan Sereh Wangi, Sereh Dapur dan

Cengkeh. Bogor: Lembaga penelitian tananaman industri.

Taufiq. 2010. Laporan Praktek Kerja Lapang: Di PT Perkebunan Nusantara XI

(PERSERO) Pabrik Alkohol Dan Spiritus (PASA) Djatitroto-Lumajang.

Malang: TeknikPertanian FTP UB.