LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATAN EVAPORATOR VAKUM …

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

LAPORAN TUGAS AKHIR

PEMBUATAN EVAPORATOR VAKUM

ZAT WARNA ALAMI DARI BIJI KESUMBA

Disusun Oleh:

1. ANDRIYANI NUR PRASETYANINGSIH I8308003

2. FATINA ANESYA LISTYOARTI I8308032

3. SUNANTHI PATRIA WIJAYA I8308062

4. WIM FAUZY I8308067

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARATA

2011


commit to user


commit to user


commit to user

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas

Akhir serta menyelesaikan laporan Tugas Akhir dengan judul Pembuatan Evaporator

Vakum Zat Warna Alami dari Biji Kesumba (Bixa Orellana Linn) Selama

melaksanakan Tugas Akhir maupun selama pembuatan laporan ini penyusun

mendapat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada

kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih secara khusus kepada :

1. Bapak Bregas S.T Sembodo,S.T.,M.T, Ketua Program Studi Diploma III

Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Ir. Paryanto, MS Selaku dosen pembimbing yang telah banyak

memberikan dorongan dan pengarahan selama penyelesaian Tugas Akhir

penyusunan laporan ini.

3. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah membantu

pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini.

Penyusun telah berusaha semaksimal mungkin demi terciptanya laporan ini,

tetapi saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan penyusun demi

kesempurnaan laporan. Akhir kata, penyusun berharap agar laporan Tugas Akhir ini

dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Surakarta, Juni 2011

Penyusun


commit to user

iv

DAFTAR ISI

Halaman Judul ............................................................................................... i

Lembar Pengesahan ...................................................................................... ii

Lmbar Konsultasi………………………………………………………….. iii

Kata Pengantar .............................................................................................. iv

Daftar Isi ....................................................................................................... v

Daftar Tabel.................................................................................................... vi

Daftar Gambar ............................................................................................... vii

Intisari ............................................................................................................ viii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang............................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah......................................................................... 2

1.3. Tujuan............................................................................................ 2

1.4. Manfaat........................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka............................................................................. 4

2.1.1. Evaporasi.............................................................................. 4

2.1.2. Evaporator Vakum………………………………………… 5

2.1.3. Biji Kesumba (Bixa Orellana Linn)………………………. 7

2.2. Kerangka Pemikiran……………………………………………… 8

BAB III METODOLOGI

3.1. Alat dan Bahan................................................................................ 9

3.1.1. Rancangan Alat………………………………………….… 9

3.1.2. Alat yang Digunakan……………………………………... 10

3.1.3. Bahan yang Digumakan………………………………….. 10

3.2. Lokasi Pembuatan Alat................................................................. 11

3.3. Spesifikasi Alat............................................................................... 11

3.4. Langkah Kerja............................................................................... 14


commit to user

iv

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil............................................................................................. 15

4.1.1. Evaporator......................................................................... 15

4.1.2. Pengujian Alat.................................................................. 16

4.1.3. Perawatan Alat................................................................... 18

4.2. Pembahasan ................................................................................. 20

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan..................................................................................... 21

5.2. Saran.............................................................................................. 21

Daftar Pustaka ............................................................................................... 22

Lampiran ....................................................................................................... 23


commit to user

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data Percobaan Pemekatan Biji Kesumba (1)........................... 17

Table 4.2 Data Percobaan Pemekatan Biji Kesumba (2)........................... 17

Tabel 4.2 Data Percobaan Pemekatan Biji Kesumba (3)........................... 17


commit to user

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Biji Kesumba……………………………………..................... 8

Gambar 3.1. Rangkaian Alat Evaporator Vakum Zat Warna Alami……….. 9

Gambar 3.2.Tangki Evaporator...................................................................... 12

Gambar 3.3. Pompa Vakum……………………............................................ 12

Gambar 3.4. Termostat................................................................................... 13

Gambar 3.5. Elemen Pemanas........................................................................ 13

Gambar 4.1. Rangkaian Alat Evaporator Tampak Depan............................. 15

Gambar 4.2. Rangkaian Alat Evaporator Tampak Samping……………….. 16

Gambar 4.3. Produk Hasil Pemkatan Evaporator Vakum............................. 18


commit to user

ix

INTISARI

ANDRIYANI NUR PRASETYANINGSIH, FATINA ANESYA

LISTYOARTI, SUNANTHI PATRIA WIJAYA, WIM FAUZY, 2011,

“LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATAN EVAPORATOR VAKUM ZAT

WARNA ALAMI DARI BIJI KESUMBA” PROGRAM STUDI DIPLOMA III

TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

Pada awalnya proses pewarnaan makanan, farmasi, atau pewarna pakaian

menggunakan zat warna alami. Namun ditemukannya zat warna sintetis maka

penggunaan zat warna alami semakin berkurang. Karena zat warna sintetis

memiliki kelemahan, maka penggunaan zat warna alami mulai dipertimbangkan

kembali.

Tujuan dari tugas akhir yang dilakukan adalah membuat evaporator vakum

zat warna alami dari biji kesumba yang efektif dalam pengoperasiannya. Alat ini

terdiri atas tangki, pompa vakum, pemanas, dan termostat. Proses pembuatannya

melalui beberapa tahapan yaitu perancangan, pembuatan, dan pengujian alat. Dari

hasil perancangan dan pembuatan evaporator didapatkan tabung silinder bertutup

kerucut dengan diameter 8 cm dan tinggi 27 cm. Tangki ini terbuat dari bahan

stainless steel, di dalamnya terdapat elemen pemanas dan sensor. Evaporator ini

menggunakan thermostat sebagai pengatur suhu dan pompa vakum untuk

mendapatkan keadaan vakum.

Dari uji coba alat diperoleh hasil sebagai berikut : evaporator vakum zat

warna alami dari biji kesumba beroperasi secara baik, terbukti dapat memekatkan

zat warna alami. Larutan pekat dapat diambil dengan cara menuangkan kedalam

tangki. Evaporator vakum zat warna alami dari biji kesumba dapat memekatkan

sebanyak 31% untuk suhu 50 oC pada tekanan 0,41 bar, sebanyak 43,33% untuk

suhu 60 oC pada tekanan 0,46 bar, dan sebanyak 56,67% untuk suhu 70

oC pada

tekanan 0,51 bar.


commit to user

1 Laporan Tugas Akhir Pembuatan Evaporator Vakum Zat Warna Alami dari Biji Kesumba

Program D3 Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Zat warna digolongkan menjadi dua yaitu : zat pewarna alami (ZPA) yang

berasal dari bahan-bahan tumbuhan dan hewan. Pada umumnya diperoleh secara

ekstraksi, sebagai contoh klorofil yang memberi warna hijau, karoten yang

memberi warna jingga sampai merah, dan mioglobin yang memberi warna merah

pada daging. Yang kedua adalah zat pewarna sintetis (ZPS) yaitu zat warna buatan

yang berbahan dasar kimia seperti benzena, naftalena, dan antrasena. Zat pewarna

ini sangat berbahaya karena bersifat karsinogenik dan merusak lingkungan.

( http //:batikyogya.wordpress.com)

Bila dibandingkan dengan pewarna sintetis penggunaan pewarna alami

mempunyai keterbatasan-keterbatasan, antara lain :

1. Sering kali memberikan warna yang tidak diinginkan.

2. Konsentrasi pigmen rendah.

3. Stabilitas pigmen rendah.

4. Keseragaman warna kurang baik.

5. Spektrum warna yang tidak seluas pewarna sintetis.

Namun, penggunaan zat warna alami pada umumnya memiliki nilai jual

atau nilai ekonomi yang tinggi karena memiliki seni dan warna yang khas serta

ramah lingkungan.

Salah satu kendala pewarnaan pada makanan, farmasi, atau pewarna pakaian

yang menggunakan pewarna alami adalah variasi warnanya sangat terbatas. Untuk

itu, sebagai upaya mengangkat kembali penggunaan zat warna alami maka perlu

dilakukan pengembangan dengan melakukan eksplorasi sumber-sumber zat warna

alami. Eksplorasi ini dimaksudkan untuk mengetahui secara kualitatif warna yang

dihasilkan oleh berbagai tanaman di sekitar kita. Dengan demikian hasilnya dapat

memperkaya jenis–jenis tanaman sumber pewarna alami sehingga ketersediaan

zat warna alami selalu tersedia dan variasi warna yang dihasilkan semakin

beragam.

1


commit to user



Eksplorasi zat warna alami ini bisa diawali dari memilih berbagai jenis

tanaman yang ada di sekitar kita baik dari bagian daun, bunga, batang, kulit

ataupun akar. Sebagai indikasi awal, tanaman yang kita pilih sebagai bahan

pembuat zat warna alami adalah bagian tanaman–tanaman yang berwarna atau

jika bagian tanaman itu digoreskan ke permukaan kain putih meninggalkan warna.

Hasil eksplorasi zat warna alami yang ditemukan dari beberapa tumbuhan antara

lain biji kesumba (warna merah), jarak (warna hijau) dan kunyit (warna kuning).

Sedangkan pada hewan zat warna alami diperoleh dari hewan Coccus Cacti betina

yang dikeringkan (hewan ini hidup pada jenis kaktus di kepulauan Canary dan

Amerika Selatan) yang dapat memberikan warna merah.

Untuk mendapatkan zat warna alami yang berwujud pekat akan lebih sulit

dari pada zat warna yang berbentuk cair. Hal ini dikarenakan kadar air pada zat

warna yang berwujud pekat lebih rendah. Salah satu cara untuk mengurangi kadar

air pada pewarna alami adalah dengan proses evaporasi. Evaporasi adalah suatu

proses yang bertujuan memekatkan konsentrasi suatu larutan yang terdiri atas

pelarut (solvent) yang volatile dan zat terlarut (solute) yang non volatile.

Alat yang digunakan untuk proses evaporasi disebut evaporator. Evaporator

sering digunakan pada industri susu, gula, dll. Pada umumnya evaporator

menggunakan suhu dengan titik didih pelarut pada tekanan atmosferis. Agar tidak

merusak kandungan zat warna yang dipakatkan digunakan evaporator vakum.

Evaporator vakum adalah evaporator yang bisa digunakan pada suhu dan tekanan

yang lebih rendah.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparakan, maka permasalahan

dapat dirumuskan sebagai berikut :

Bagaimana cara merancang alat pemekat vakum (evaporator vakum)

zat warna alami dari biji kesumba.


commit to user



1.3 TUJUAN

Tujuan tugas akhir ini adalah :

1. Mendapatakan zat warna berbentuk cairan pekat.

2. Mengetahui kemampuan alat pemekat vakum (evaporator vakum) zat

warna alami dari biji kesumba.

1.4 MANFAAT

1. Bagi mahasiswa

a. Dapat mengaplikasikan ilmu yang telah diperoleh selama kuliah dalam

kehidupan sehari-hari.

b. Meningkatkan kreativitas dalam pengembangan teknologi

2. Bagi masyarakat

Diharapkan alat ini dapat bermanfaat bagi masyarakat sebagai alat

pemekat alternatif.


commit to user



BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 TINJAUAN PUSTAKA

2.1.1 Evaporasi

Evaporasi adalah suatu proses yang bertujuan memekatkan konsentrasi suatu

larutan yang terdiri atas pelarut (solvent) yang volatile dan zat terlarut (solute)

yang non volatile. (Tri Widjaja, 2010)

Tujuan evaporasi adalah untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat

terlarut yang tidak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap. Dalam

kebanyakan proses evaporasi, pelarutnya adalah air. Evaporasi dilakukan dengan

menguapkan sebagian dari pelarut sehingga didapatkan larutan zat cair pekat yang

konsentrasinya lebih tinggi. Evaporasi tidak sama dengan pengeringan, dalam

evaporasi sisa penguapan adalah zat cair yang sangat kental dan bukan zat padat.

Evaporasi berbeda pula dengan destilasi, karena uapnya biasanya adalah

komponen tunggal. Walaupun uapnya merupakan campuran, tidak ada usaha

untuk memisahkannya menjadi fraksi-fraksi. Evaporasi berbeda dengan

kristalisasi, karena evaporasi digunakan untuk memekatkan larutan dan bukan

untuk membuat zat padat atau kristal. ( Mc Cabe, 1985)

Faktor-faktor yang mempengauhi proses evaporasi antara lain:

1. Luas permukaan bidang kontak

Semakin luas permukaan bidang kontak antara cairan dengan pemanas,

maka semakin banyak molekul air yang teruapkan, sehingga proses evaporasi

akan semakin cepat.

2. Tekanan

Kenaikan tekanan sebanding dengan kenaikan titik didih. Tekanan bisa

dibuat vakum untuk menurunkan titik didih cairan sehingga proses penguapan

semakin cepat.

4


commit to user



3. Karakteristik zat cair

a. Konsentrasi

Walaupun cairan yang diumpankan ke dalam evaporator cukup

encer sehingga beberapa sifat fisiknya sama dengan air, tetapi jika

konsentrasinya meningkat, larutan itu akan semakin bersifat individual.

b. Pembentukkan busa

Beberapa bahan tertentu, terutama zat-zat organik berbusa pada

waktu diuapkan. Busa yang dihasilkan akan ikut ke luar evaporator

bersama uap.

c. Kepekaan terhadap suhu

Beberapa bahan kimia, bahan kimia farmasi, dan bahan makanan

dapat rusak bila dipanaskan pada suhu tinggi dalam waktu yang lama.

Dalam mengatur konsentrasi bahan-bahan seperti itu maka diperlukan

teknik khusus untuk menurunkan suhu zat cair dan mengurangi waktu

pemanasan.

d. Kerak

Beberapa larutan tertentu menyebabkan pembentukan kerak pada

permukaan pemanasan. Hal ini menyebabkan koefisien menyeluruh

semakin lama semakin berkurang. (Zuhrina & Bode, 2006)

2.1.2 Evaporator Vakum

Evaporator merupakan rangkaian utama yang digunakan untuk menurunkan

kandungan air yang ada dalam suatu larutan. Hal ini bertujuan untuk menaikkan

konsentrasi suatu larutan. Prinsip kerja evaporator didasarkan pada perbedaan titik

didih antar zat. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap terlebih

dahulu, sedangkan yang memiliki titik didih lebih tinggi akan tertinggal. Pada

keadaan tekanan tinggi, titik didih akan ikut tinggi. Sedangkan pada keadaan

tekanan rendah maka titik didih akan ikut rendah. Jadi operasi evaporasi bisa

dijalankan pada suhu yang lebih rendah dari titik didih normal, dengan cara

beroperasi pada tekanan lebih rendah dari 1 atm (vakum) menggunakan

evaporator vakum.


commit to user



Prinsip utama evaporator vakum terletak pada penurunan tekanan sehingga

pelarut dapat menguap pada suhu di bawah titik didihnya. Evaporator vakum lebih

disukai karena mampu menguapkan pelarut di bawah titik didih sehingga zat yang

terkandung di dalam pelarut tidak rusak oleh suhu yang tinggi.

Untuk mengkondisikan tekanan vakum pada suatu proses evaporasi dapat

dilakukan dengan beberapa pilihan peralatan mekanis seperti pompa vakum atau

ejector yang dikombinasikan dengan alat penukar panas (heat exchanger) yang

sesuai untuk mendapatkan tekanan vakum yang dibutuhkan untuk proses

evaporasi. Dengan peralatan mekanis ini tekanan pada evaporator dapat dikurangi

dengan menyedot udara yang terkurung di dalamnya.

Pompa vakum merupakan suatu alat yang memindahkan atau mengalirkan

fluida. Pompa vakum diciptakan pada 1650 oleh Otto von Guericke.

p ompa vakum banyak digunakan pada :

Proses pencetakan plastik

Medis

Kedokteran

Vacuum Dryer

Industri makanan, dll.

P ada prinsipnya, pompa vakum bekerja dengan metode pengisapan dengan

tekanan vakum (< 1 atm). Pompa vakum ini bekerja dengan mengalirkan

atau mendorong gas dengan cara sedemikian rupa sehingga gas terdorong dari

pompa inlet menuju pompa outlet. Udara dari luar dihisap oleh motor listrik

sehingga masuk kedalam tabung vakum, di dalam tabung vakum udara

divakumkan sehingga tekanan udara menjadi sangat rendah. K emudian udara

masuk ke dalam main unit. Di dalam main unit ini udara masuk ke dalam

pompa inlet menuju pompa outlet. (www.scribd.com)

2.1.3 Biji Kesumba (Bixa Orellana Linn)

Kesumba merupakan salah satu dari tanaman yang dijadikan penelitian

mengenai kandungan zat warna yang terkandung dalam bijinya. Biji kesumba ini

dapat dimanfaatkan sebagai pengganti pewarna sintetis.

http://www.scribd.com/

http://ritariata.blogspot.com/2010/03/bixa-orellana-linn-kesumba.html


commit to user



Kesumba dikenal juga dengan nama kunyit jawa, galinggem, paparada, atau

galuga. Biji kesumba berbentuk bulat atau seperti buah pir. Warna bijinya bergaris

hijau yang terdapat dalam buah kotak berbulu. Biji ini terasa pahit.

(www.suaramerdeka.com)

Tanaman kesumba (Bixa Orellana Linn ), termasuk family bixaceae, berasal

dari Amerika. Tanaman ini sudah banyak ditanam di pekarangan- pekarangan

rumah dan di pinggir- pinggir jalan sebagai tanaman hias atau peneduh. Kadang

tanaman ini tumbuh secara liar diantara semak belukar. Keistimewaan dari

tanaman ini adalah pada buahnya yang sepintas menyerupai buah rambutan yang

berwarna merah darah. Biji- bijinya yang mengandung zat berwarna merah cerah

dinamakan annatto.

Pemanfaatan biji kesumba saat ini masih terbatas, padahal dalam biji

kesumba terdapat zat warna yang dapat dimanfaatkan lebih lanjut menjadi zat

warna alami.

Zat warna alami pada biji buah kesumba dapat digunakan sebagai zat

pewarna merah, misalnya seperti untuk lipstick juga dapat memberikan warna

kuning seperti mentega dan keju karena dapat menghasilkan warna kuning alami

(biksin). (Suryowinoto, 1997)

Berdasarkan taksonomi tumbuhan, kesumba diklasifikasikan sebagai berikut:

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Dicotylodoneae

Sub kelas : Archichlamydeae

Ordo : Violales

Famili : Bixaceae

Genus : Bixa

Spesies : Bixa Orellana


commit to user



Gambar 2.1 Biji Kesumba

2.2 KERANGKA PEMIKIRAN

2.2.1. Proses Pembuatan Evaporator Vakum Zat Warna Alami dari Biji

Kesumba

Bahan yang akan dipekatkan adalah ekstrak zat warna yang berasal dari biji

kesumba dengan pelarut air. Metode yang dipakai adalah pemekatan dengan

menggunakan evaporator vakum. Evaporator jenis ini sering digunakan untuk

operasi dengan kapasitas kecil karena mudah pengoprasiannya. Cara kerja

evaporator adalah dengan mengontakkan langsung larutan dengan pemanas.

Dengan mempertimbangkan hal di atas maka alat yang digunakan adalah

tangki berbentuk silinder yang terbuat dari stainless steel untuk tempat pemekatan

zat warna alami dengan cara memanaskan larutan zat warna alami dengan elemen

pemanas. Di bagian bawah tangki terdapat alat pengukur suhu agar dapat

mengontrol suhu sesuai yang dikehendaki. Bahan stainless steel dipilih karena

bahan tersebut tahan panas, tidak mudah berkarat, dan kuat.


commit to user



2.2.2 Proses Pengerjaan

Studi literature / pustaka tentang alat pemekat

Membuat laporan

Menganalisa produk

Menguji kerja alat pemekat

Membuat alat pemekat

Menentukan kapasitas


commit to user



BAB III

METODOLOGI

3.1 ALAT DAN BAHAN

3.1.1 Rancangan Alat

Rancangan Alat Evaporaor Vakum dapat dilihat pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Rangkaian Alat Evaporator Vakum Zat Warna Alami

1. Tutup Tangki

2. Tangki Evaporator

3. Elemen Pemanas

4. Kran

5

6

7

8

9

3

4

2

1

10


commit to user



5. Saklar

6. Thermo control

7. Penyangga

8. Sensor

9. Pompa Vakum

3.1.2 Alat yang digunakan

a. Kunci pas

b. Kunci inggris

c. Gergaji besi

d. Alat potong plat

e. Tang

f. Grinder

g. Alat patri

h. Palu

i. Meteran

j. Obeng

k. Tespen

l. Jangka sorong

m. Bor besi

n. Thermo control (0 – 200)o C

o. Stop kran air (1/2 inchi)

p. Stop kran gas (1/4 inchi)

q. Klem

r. Penampung larutan

3.1.3 Bahan yang digunakan

a. Plat stainless steel 0,4 mm

b. Elemen pemanas

c. Selang

d. Isolator transistor

e. Kabel

f. Lem plastic steel

g. Karet ban dalam

h. Mur dan baut


commit to user



3.2 Lokasi Pembuatan Alat

Karena keterbatasan tenaga dan peralatan yang dimiliki oleh mahasiswa maka

pembuatan tangki evaporator vakum ini dikerjakan oleh bengkel Teguh Wiyono

yang beralamat di pasar Kabangan Los nomor 1, Laweyan, Surakarta. Pengujian

alat dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret.

3.3 Spesifikasi Alat

a. Tangki

- Tipe : Silinder vertical

- Tebal : 0,4 mm

- Bahan : Stainless steel

- Kapasitas : 1,4 L

- Tinggi : 27 cm

- Diameter : 8 cm

- Fungsi : Tempat penampungan zat warna alami

Gambar 3.2 Tangki Evaporator

b. Pompa Vakum

- Merk : ABM

- Jenis : Centrifugal


commit to user



- Maksimal vakum : 80 mbar

- Kapasitas : 2,2 m3/jam

- Tegangan : 230 volt

- Kuat Arus : 1,1 Ampere

- Frekuensi : 60 Hz

- Fungsi : Menghasilkan tekanan vakum.

Gambar 3.3 Pompa Vakum

c. Thermo control

- Merk : Autonics

- Bentuk : Bulat

- Diameter : 7 cm

- Skala : (0 – 200) oC

- Bahan : Tembaga dan plastik

- Fungsi : Untuk menjaga suhu agar sesuai dengan kondisi

proses yaitu (50-70) oC.

deg C

Ø 7 cm

Gambar 3.1 Thermo Control


commit to user



d. Elemen pemanas

- Daya : 220 watt

- Tegangan : 150 volt

- Panjang : 7,3 cm

- Tebal : 0,7 cm

- Bahan : Tembaga

- Fungsi : Untuk memanaskan larutan

7,3 cm

Gambar 3.2 Elemen Pemanas

3.4 LANGKAH KERJA

1. Pembuatan Tangki Evaporator

a. Mendesain ukuran tangki dengan volume 1,4 liter.

b. Menentukan diameter dan tinggi tangki.

c. Menentukan letak sensor dan elemen pemanas pada tangki.

d. Menentukan letak kran pengeluaran larutan.

e. Pembuatan tutup tangki.

2. Merangkai Alat

a. Memasang elemen pemanas pada tangki bagian bawah.

b. Memasang sensor di samping elemen pemanas.

c. Memasang kran air 1/2 in pada bagian bawah tangki.

d. Memasang tangki pada rangka alat yang telah disediakan.

3. Alat siap dioperasikan.


commit to user



4. Prosedur pembuatan larutan kesumba :

a. Menimbang biji kesumba sebanyak 100 gram.

b. Memasukkan biji kesumba ke dalam gelas beker dan tambahkan air

dengan perbandingan 1:10 (100 gram biji kesumba ditambahkan 1

liter air).

c. Memanaskan sampai mendidih.

d. Menyaring larutan biji kesumba.

5. Pengoperasian Alat

1. Memasukkan 300 ml larutan kedalam tangki evaporator.

2. Menghidupkan thermostat, pompa vakum, dan pemanas.

3. Mengatur suhu thermostat yang diinginkan.

4. Mengambil data dengan jangka waktu yang ditentukan.

5. Mematikan thermostat, pemanas, dan pompa vakum.

6. Mengeluarkan larutan pekat ke dalam wadah yang telah disediakan.


commit to user



BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. HASIL

4.1.1. Evaporator

Evaporator dibuat dari bahan lembaran pelat stainless steel dengan tebal 0.4

mm dalam skala laboratorium. Evaporator ini dilengkapi dengan elemen pemanas

dan termostat. Elemen pemanas berfungsi untuk memanaskan larutan yang ada di

dalam tangki sedangkan termostat berfungsi untuk mengatur suhu larutan. Larutan

zat warna alami dari biji kesumba dimasukkan dari atas tangki. Kemudian tangki

ditutup rapat dan dihubungkan dengan pompa vakum.

Gambar 4.1 Rangkaian Alat Evaporator Tampak Depan

16


commit to user



Gambar 4.2 Rangkaian Alat Evaporator Tampak Samping

Dari pengujian alat yang telah dilakukan, alat tersebut dapat bekerja sesuai

dengan yang diharapkan dan terbukti dapat memekatkan larutan zat warna alami

dari biji kesumba. Alat ini dapat dibongkar pasang sehingga mudah untuk

dibersihkan dari sisa-sisa zat warna alami yang masih menempel ditangki

evaporator. Karena menggunakan pelarut air dalam membuat larutan zat warna

alami, air yang digunakan belum diketahui kadar kemurniannya sehingga

kemungkinan dapat menyebabkan terjadinya korosi pada alat, maka alat ini dibuat

dari stainless steel sehingga memiliki ketahanan terhadap korosi. Namun masih

terdapat kekurangan-kekurangan pada alat ini, yaitu belum dilengkapi alat

penununjuk level dan pengatur tekanan, sehingga selama proses berlangsung tidak

diketahui tinggi larutan zat warna alami yang masih di dalam tangki dan tekanan

tidak dapat konstan.

4.1.2 Pengujian Alat

Dari hasil pengujian alat telihat bahwa alat tersebut dapat bekerja sesuai

dengan yang diharapkan dan terbukti dapat memekatkan zat warna dari biji

kesumba. Pengujian alat menggunakan larutan biji kesumba yang dibuat dari biji

kesumba sebanyak 100 gram dan pelarut air sebanyak 1 liter. Hasil percobaan

diperoleh data sebagai berikut.


commit to user



Tabel 4.1. Data Pengujian Alat Evaporator Vakum Biji Kesumba

Volume sampel : 300 ml

No Waktu

(menit)

Pengujian 1 Pengujian 2 Pengujian 3

P

(bar)

T

(0C)

V

(ml)

P

(bar)

T

(0C)

V

(ml)

P

(bar)

T

(0C)

V

(ml)

1

2

3

4

5

30

45

60

75

90

0,41

0,41

0,41

0,41

0,41

50

50

50

50

50

280

260

242

222

207

0,46

0,46

0,46

0,46

0,46

60

60

60

60

60

250

220

200

180

170

0,51

0,51

0,51

70

70

70

220

180

130

Pengurangan

Volume 31% 43,33% 56,67%

Hasil pemekatan larutan zat warna alami dari biji kesumba dengan alat evaporator

vakum adalah sebagai berikut :

1 2 3

Keterangan gambar

1. Pemekatan zat warna alami dari biji kesumba pada suhu 50 oC dan

tekanan 0,41 bar.


commit to user




tekanan 0,46 bar.


tekanan 0,51 bar.

Gambar 4.3 Produk Hasil Pemekatan Evaporator Vakum

4.1.3 Perawatan Alat

Perawatan alat adalah suatu kegiatan yang bertujuan untuk memperpanjang

umur pemakaian alat. Dengan adanya perawatan diharapkan alat dapat selalu

dalam kondisi siap pakai dan bekerja dengan baik. Jenis perawatan tersebut adalah

dengan mengupayakan pencegahan kerusakan sedini mungkin dengan cara

perawatan secara rutin dan berkala.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perawatan evaporator adalah sebagai

berikut :

1. Membersihan tangki dan selang sebelum dan setelah pemakaian.

2. Mengecat penyangga untuk menghindari karat.

4.2 PEMBAHASAN

Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah pemekatan zat warna

alami dari biji kesumba dengan menggunakan evaporator vakum. Prinsip utama

evaporator vakum terletak pada penurunan tekanan sehingga pelarut dapat

menguap pada suhu di bawah titik didihnya. Evaporator vakum lebih disukai

karena mampu menguapkan pelarut di bawah titik didih sehingga zat yang

terkandung di dalam pelarut tidak rusak oleh suhu yang tinggi.

Pada pengujian alat tersebut menggunakan larutan sampel sebanyak 300 ml,

kemudian dimasukan kedalam tangki evaporator. Tangki yang digunakan adalah

tangki yang berbentuk silinder yang dipasang secara vertical. Pompa vakum

dinyalakan, dan suhu diatur dengan variasi suhu 50 0C, 60

0C, dan 70

0C.

Kemudian dilakukan pengamatan terhadap hasil pemekatan zat warna alami.

Dari hasil pengujian alat evaporator vakum zat warna yang dipekatkan

sebanyak 31% untuk suhu 50 oC pada tekanan 0,41 bar. Sebanyak 43,33% untuk


commit to user



suhu 60 oC pada tekanan 0,46 atm dan sebanyak 56,67% untuk suhu 70

oC pada

tekanan 0,51 atm.

Perlakuan pada suhu 70 oC dan tekanan 0,52 atm mengasilkan zat warna yang

dipekatkan lebih besar. Hal ini dikarenakan pada suhu tersebut banyak pelarut

yang teruapkan.

Dalam pembuatan evaporator vakum ini terdapat kelebihan yaitu evaporator

ini terbuat dari stainless steel sehingga memiliki ketahanan terhadap korosi. Selain

itu, alat evaporator vakum ini juga dilengkapi temperature control sehingga suhu

dapat dijaga tetap sesuai kebutuhan.

Namun tetap saja masih terdapat kekurangan pada alat ini, yaitu tidak

memiliki level indicator sehingga tidak dapat mengukur ketinggian larutan ketika

proses berlangsung dan tidak adanya alat pengatur tekanan sehingga tekanan tidak

dapat konstan.


commit to user



BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

1. Evaporator vakum telah berhasil dibuat untuk memekatkan zat warna

alami dari biji kesumba.

2. Dari hasil perancangan dan pembuatan evaporator didapatkan tabung

silinder bertutup kerucut dengan diameter 8 cm, tinggi 27 cm, dan volume

1,4 L.

3. Dari hasil pengujian alat evaporator vakum zat warna yang dipekatkan

sebanyak 31 % untuk suhu 50 oC pada tekanan 0,41 bar. Sebanyak 43,3%

untuk suhu 60 oC pada tekanan 0,46 bar dan sebanyak 56,7 % untuk

suhu 70 oC pada tekanan 0,51 bar.

5.2 SARAN

1. Untuk mencegah terjadinya kerusakan pada alat, hendaknya dilakukan

perawatan yang intensif.

2. Sebaiknya memiliki level indikator sehingga dapat mengukur ketinggian

larutan ketika proses berlangsung.

21

Documents

LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATAN EVAPORATOR VAKUM …