31

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Penyulingan Dengan Uap Langsung

Uap air yang dihasilkan oleh boiler setelah mencapai

tekanan yang ditentukan 5 atm, dialirkan kedalam ketel suling

yang berisi daun nilam. Uap yang melewati ketel suling keluar

berupa uap campuran yaitu uap air dan minyak nilam, menuju

ke kondensor untuk mengalami proses pendinginan. Uap

campuran tersebut keluar dari kondensor berupa campuran air

dan minyak nilam yang tersimpan di wadah kondensat.

Waktu penyulingan merupakan lama proses penyulingan

yang dimulai dari dibukanya kran uap yang mengalirkan uap

dari ketel uap hingga proses selesai, yaitu kondensat yang

diperoleh tidak mengandung minyak. Waktu proses penyulingan

ini selama 120 menit dilakukan pengambilan data terhadap

konsumsi bahan bakar dan volume minyak nilam yang

dihasilkan. Data penyulingan secara lengkap disajikan pada

lampiran 2,3, dan 4.

32

Tabel 2. Data Hasil Penyulingan Daun Nilam Selama 120 Menit

4.2 Massa Uap

Massa uap merupakan jumlah uap yang tersedia selama

proses penyulingan berlangsung untuk menguapi sejumlah

bahan dalam ketel suling. Massa uap diperoleh dari jumlah

massa air umpan dalam boiler selama proses penyulingan

dibagi dengan massa daun nilam yang disuling. Pada penelitian

ini konsumsi massa uap yang tersedia berkisar antara 0.588 -

0.706 kg uap / kg bahan. Hasil perhitungan massa uap selama

120 menit terdapat pada lampiran 2, dan grafik hubungan antara

massa uap dengan massa bahan selama proses penyulingan

120 menit, seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.

33

Gambar 8. Grafik Massa Uap (kg uap/kg bahan)

Pada gambar 8, dapat dilihat bahwa massa uap terbesar

terjadi pada massa bahan 250 kg, yaitu sebesar 0.706 kg

uap/kg bahan, pada massa bahan 275 kg, massa uap sebesar

0.657 kg uap/kg bahan. Sedangkan massa uap terkecil pada

massa bahan 300 kg, yaitu sebesar 0.588 kg uap/kg bahan.

Berdasarkan hal tersebut maka dapat dikatakan bahwa semakin

besar massa bahan yang digunakan, massa uap yang tersedia

juga semakin kecil.

Massa uap yang semakin kecil karena bertambahnya

massa bahan ini diduga disebabkan karena beberapa faktor,

34

salah satunya adalah adanya kebocoran terjadi di sela-sela

tutup ketel dengan bibir ketel akibat bahan yang terlalu banyak

di dalam ketel. Sesuai dengan Herlina, dkk (2005) minimum

jarak antara tutup ketel dengan bahan adalah 30 cm, sedangkan

pada perlakuan bahan (nilam) sebesar 300 kg, jarak antara

tutup ketel dengan bahan kurang lebih 10 cm. Sehingga hal ini

sangat memungkinkan uap di dalam ketel keluar untuk

menerobos di sela-sela antara bibir ketel dengan tutup ketel. Hal

ini sesuai dengan penelitian Widiatuti (2008), bahwa pengisian

bahan ke ketel yang melebihi kapasitas dapat menurunkan

kinerja ketel suling. Menurut Sukirman dan Aiman (1979)

kepadatan bahan dalam ketel suling berhubungan dengan

penetrasi uap, kapasitas ketel dan efiseinsi uap. Semakin tinggi

bahan dalam ketel akan semakin rendah uap yang masuk,

karena semakin tinggi bahan dalam ketel, akan semakin besar

jarak yang ditempuh dan halangan yang dialami uap air (Rusli

dan Hasanah, 1977). Jalur uap (rat holes) tersebut dapat

menyebabkan kehilangan uap sehingga uap air tidak dapat

35

mengikat minyak dari jaringan-jaringan kantung minyak

tanaman nilam (Guenther, 1972). Fenomena jalur uap terjadi

karena uap akan cenderung mencari celah di antara ruang antar

bahan yang mudah ditembus (Ketaren, 1985).

Massa uap yang dihasilkan setiap jam yang terbaik pada

penelitian ini dengan mengacu pada hasil minyak terbesar

adalah 88.25 kg/jam. Hasil ini lebih besar dibandingkan dengan

penelitian Widiahtuti (2008) tentang penyulingan minyak nilam

menggunakan boiler dengan bahan bakar kayu menghasilkan

massa uap sebesar 34.2 kg/jam. Hal ini disebabkan karena

adanya perbedaan tekanan yang digunakan selama penelitian.

Pada penelitian tersebut menggunakan tekanan 0.5-1.5 atm

sedangkan pada penelitian ini tekanan yang digunakan

mencapai 5 atm. Tekanan yang tinggi akan menyebabkan

massa uap yang tinggi pula (Suwarda, 2009).

4.3 Energi Uap

Pada penelitian ini energi uap yang tersedia selama

proses penyulingan nilam dengan perlakuan perbedaan massa

36

bahan (nilam) berkisar antara 1527.59 – 1834.15 kJ dan energi

uap tiap kg bahan berkisar antara 332.084 – 399.596 kJ/kg.

Hasil perhitungan energi uap terdapat pada lampiran 3,

sedangkan grafik hubungan antara energi uap dengan massa

bahan terdapat pada gambar 9.

Gambar 9. Grafik Hubungan Energi Uap Dengan Massa

Bahan

Pada gambar 9, dapat dilihat energi uap terbesar

terdapat pada massa bahan 250 kg, yaitu 1834.15 kJ/kg,

sedangkan energi uap terkecil pada massa bahan 300 kg, yaitu

sebesar 1527.59 kJ/kg, sedangkan pada gambar 9, hubungan

antara energi uap dengan massa minyak yang didapat selama

37

proses penyulingan 120 menit, pada massa bahan 250 kg,

massa minyak nilam 4.590 kg, energi uap yang tersedia sebesar

399.596 kJ/kg. Pada massa bahan 300 kg, massa minyak nilam

4.6 kg, energi uap yang tersedia sebesar 332.084 kJ/kg. Energi

uap yang tersedia tiap kg minyak nilam selama 120 menit paling

kecil di antara proses penyulingan yang dilakukan yaitu pada

massa bahan 300kg, massa minyak nilam 4.6 kg, energi uap

sebesar 332.084 kJ/kg.

Energi uap semakin kecil karena bertambahnya massa

bahan ini diduga disebabkan karena beberapa faktor, salah

satunya adalah adanya kerapatan bahan yang tidak optimal

dapat menyebabkan uap tidak dapat berpenetrasi dengan baik

ke dalam bahan, hal ini menyebabkan uap mengalir hanya

terbatas pada jalur uap saja, sehingga energi uap yang

dihasilkan lebih rendah (Fajar, 2008). Selain itu, tidak adanya

penggunaan penahan panas pada dinding ketel, tentunya akan

memperbesar kehilangan energi panas dari ketel suling

(Suwarda, 2009). Hal ini sesuai dengan pernyataan Widiahtuti

38

(2008), bahwa kehilangan panas dalam ketel dapat

mengakibatkan uap di dalam ketel lebih cepat terkondensasi,

sehingga kemungkinan terjadinya kehilangan uap air semakin

besar dan energi yang dihasilkan semakin kecil.

Energi uap yang tersedia setiap jam pada penelitian ini

dengan mengacu pada hasil minyak terbesar adalah 763.795

kJ/jam. Hasil ini lebih besar dibandingkan dengan penelitian

Dina (2004) tentang penyulingan minyak nilam menggunakan

Autoklaf dengan bahan bakar minyak tanah menghasilkan

energi uap sebesar 55.404 kJ/jam. Hal ini disebabkan karena

adanya perbedaan tekanan yang digunakan selama penelitian.

Pada penelitian tersebut menggunakan tekanan 2 - 4 atm,

sedangkan pada penelitian ini tekanan yang digunakan

mencapai 5 atm. Besarnya energi yang diperlukan untuk

mengubah air menjadi uap panas dipengaruhi oleh tekanan

kerja, massa air yang diuapkan dan kualitas atau fraksi uap

yang dihasilkan (Suwarda, 2009).

39

Suatu proses penyulingan disebut paling optimal bila

energi yang diperlukan untuk menghasilkan satu satuan massa

minyak nilam jumlahnya paling kecil (Dina, 2004). Sehingga dari

perlakuan yang digunakan pada penelitian ini, yaitu perlakuan

dengan massa 300 kg, merupakan proses penyulingan paling

optimal dengan waktu 120 menit.

4.4 Efisiensi Boiler

Pada penelitian ini efisiensi boiler yang diperoleh selama

proses penyulingan nilam dengan perlakuan perbedaan massa

bahan (nilam) berkisar antara 38.61 % - 38.62 % dan energi uap

tiap kg bahan berkisar antara 1527.59 – 1834.15 kJ/kg. Hasil

perhitungan efisiensi boiler terdapat pada lampiran 4,

sedangkan grafik hubungan antara efisiensi energi uap dengan

massa bahan yang dihasilkan seperti yang terdapat pada

gambar 10.

40

Gambar 10. Grafik Hubungan Efisiensi Boiler dengan Massa

Bahan Pada gambar 10, dapat dilihat bahwa efisiensi boiler

terbesar terjadi pada massa bahan 275 kg, yaitu sebesar 38.62

%, pada massa bahan 250 kg dan 300 kg, efisiensi boiler

sebesar 38.61 %. Berdasarkan hal tersebut maka dapat

dikatakan bahwa pengaruh massa bahan dan konsumsi bahan

bakar yang digunakan, sangat mempengaruhi nilai efisiensi

boiler.

Efisiensi boiler semakin tinggi karena bertambahnya

konsumsi bahan bakar ini diduga disebabkan karena beberapa

faktor, salah satunya adanya energi yang disalurkan dari boiler

41

setiap tahapan proses ke ketel suling sebagian besar

dimanfaatkan dengan baik untuk proses ekstraksi minyak

sehingga menghasilkan efisiensi boiler suling per tahapan

proses tinggi (Suwarda, 2009). Selain itu, diduga karena nilai

efisiensi sangat dipengaruhi oleh jenis bahan bakar, bahan

bakar cair umumnya mudah terbakar dan memerlukan sedikit

udara, sedangkan pada bahan bakar padat lebih sukar terbakar

dan lebih sukar dikontrol pembakarannya (Prasetyo, 2009).

Efisiensi boiler yang terbaik pada penelitian ini dengan

mengacu pada hasil minyak terbesar adalah 38.61 %. Hasil ini

lebih tinggi dibandingkan dengan penelitian Prasetyo (2009)

tentang penyulingan minyak pala menggunakan boiler dengan

bahan bakar kayu menghasilkan efisiensi boiler sebesar 31.59

%. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan tekanan dan

bahan bakar yang digunakan selama penelitian. Pada penelitian

tersebut menggunakan tekanan 1 atm, dan bahan bakar kayu

yang digunakan selama proses penyulingan, sedangkan pada

penelitian ini tekanan yang digunakan mencapai 5 atm dan

42

bahan bakar solar. Nilai efisiensi boiler tinggi disebabkan karena

pasokan kalor yang lebih kecil, jika pasokan kalor lebih kecil

akan berakibat nilai kehilangan energi kalor yang semakin kecil

dan nilai efisiensi energi akan semakin tinggi (Prasetyo, 2009).