bab ii kajian pustaka 2.1 biodiesel - sinta.unud.ac.id ii.pdf · specific gravity 0,85 – 0,87...
TRANSCRIPT
7
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Biodiesel
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif pengganti solar yang sangat
potensial sebagai bahan bakar mesin diesel. Keunggulan biodiesel dibandingkan
dengan bahan bakar solar yaitu dapat mengurangi emisi gas buang yang meliputi
emisi hidrokarbon (HC), karbon monoksida (CO), sulfur oksid (SO), dan partikel-
partikel lainnya (PM) (Rushang. et al, 2007), dan manfaat lain dari biodiesel
adalah angka setana (CN) yang cukup tinggi, dan pelumasan yang sangat baik.
Dengan titik nyala yang relatif tinggi 154°C, biodegradabilitas tinggi dan
toksinitas rendah, biodiesel dianggap sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan
dibanding dengan bahan bakar solar (Smith, P.C. et al, 2010).
Biodiesel merupakan produk dari transesterifikasi antara minyak nabati dan
alkohol, atau secara kimia didefinisikan sebagai mono-alkil ester dari asam lemak
rantai panjang, berasal dari minyak nabati dan dari lemak hewani yang memenuhi
spesifikasi ASTM D 6751 yang disebut B100. (Mustafa, E.Tat. et al, 1999).
Secara kimia, transesterifikasi berarti mengambil molekul asam lemak
kompleks dari minyak nabati atau hewani, menetralkan asam lemak tak jenuh
minyak nabati atau hewani dan menghasilkan alcohol-ester. Karena komposisi
asam lemak tak jenuh pada minyak nabati sudah berkurang secara drastis, maka
pembuatan biodiesel dengan bahan baku minyak nabati diperkirakan akan terjadi
8
dengan lebih cepat. Prinsip proses transesterifikasi dapat dilihat pada skema ikatan
kimia berikut ini:
Persamaan Rasio deviasi (penyimpangan) AFR aktual terhadap kondisi
stoikiometrik-nya.
( )
( )
( )
( ) ..................................................................... 2.1
Standar ASTM menetapkan bahwa biodisel adalah bahan bakar yang terdiri dari
mono alkyl ester dari asam lemak rantai panjang, yang merupakan turunan dari
minyak nabati atau lemak hewani (vegetable oil / animal fat), sehingga bahan
baku minyak nabati atau lemak hewani yang belum diproses tidak dapat
diklasifikasikan sebagai biodiesel. Pemerintah Indonesia juga menetapkan standar
nasional untuk spesifikasi biodisel, seperti yang tertuang dalam Tabel 2.1 tentang
Spesifikasi Biodiesel SNI 04-7182-2006.
9
Tabel 2.1. Spesifikasi Biodiesel sesuai SNI 04-7182-2006 (BSN, Standar Nasional
Indonesia, SNI 04-7182-2006)
No. Karakteristik Unit Nilai
1 Massa jenis 400C kg/cm
3 850-890
2 Viskositas kinematic pada suhu 400C mm
2/s (cSt) 2.3-6.0
3 Angka setane /indeks min 51
4 Titik nyala (mangkok tertutup) 0C min 100
5 Titik kabut 0C maks 18
6 Korosi lempeng tembaga (3 jam pada 500C) maks. no 3
7 Residu karbon
- dalam contoh asli atau
- dalam 10% ampas distilasi
% massa
maks. 0,05
maks. 0,30
8 Air dan sedimen % vol maks. 0,05
9 Temperatur distilasi 90% 0C maks. 360
10 Abu tersulfatkan % massa % massa maks. 0.02
11 Belerang ppm mg/kg maks 100
12 Fospor ppm-m mg/kg maks. 10
13 Angka asam mg-KOH/g maks. 0,8
14 Gliserol bebas % massa maks. 0,02
15 Gliserol total % massa maks. 0,24
16 Kadar ester alkil % massa maks. 96,5
17 Angka iodium % massa (g-
I2/100g)
maks. 115
18 Uji Halphen Negative
2.1.1 Density (Rapat Massa)
Adalah perbandingan antara massa bahan bakar dengan volume bahan bakar.
Density bahan bakar dipengaruhi oleh temperatur, dimana semakin tinggi
temperatur, maka density semakin turun dan sebaliknya.
2.1.2 Viskositas/kekentalan
Kekentalan suatu bahan bakar menunjukkan sifat menghambat terhadap
aliran, dan menunjukkan sifat pelumasannya pada permukaan benda yang
dilumasi. Kekentalan bisa didefinisikan sebagai gaya yang diperlukan untuk
menggerakkan suatu bidang dengan luas tertentu pada jarak tertentu dan dalam
10
waktu yang tertentu pula. Viskositas bahan bakar mempunyai pengaruh yang
besar terhadap bentuk semprotan bahan bakar. Dimana untuk bahan bakar dengan
viskositas yang terlalu tinggi akan memberikan atomisasi yang rendah sehingga
mengakibatkan mesin sulit di start. Selain itu, gas buang yang dihasilkan juga
akan menjadi hitam dengan smoke density yang cukup tinggi. Jika viskositas
bahan bakar terlalu rendah maka akan terjadi kebocoran pada pompa bahan
bakarnya dan mempercepat keausan pada komponen pompa dan injector bahan
bakar.
2.1.3 Titik Nyala (Flash Point)
Flash point adalah temperatur pada keadaan di mana uap di atas permukaan
bahan bakar (biodiesel) akan terbakar dengan cepat (meledak). Flash Point
menunjukan kemudahan bahan bakar untuk terbakar. Makin tinggi flash point,
maka bahan bakar semakin sulit terbakar. Makin mudah bahan bakar untuk
terbakar maka flash point-nya menurun dan bahan bakar lebih effisien.
2.1. 4 Specific Gravity
Berat bahan bakar atau Specific Gravity memegang peranan yang sangat
penting dalam hal nilai kalor bahan bakar, flash point, dan sifat pelumasan pada
mesin. Makin tinggi Specific Gravity berarti bahan bakar akan semakin berat, dan
nilai kalor yang dihasilkan tiap volume akan semakin besar pula. Specific Gravity
yang lebih tinggi juga menunjukkan sifat pelumasan yang lebih baik. Tetapi
Specific Gravity yang terlalu tinggi akan menyebabkan viskositas yang terlalu
tinggi, dan flash point yang terlalu tinggi.
Specific Gravity terhadap air =
............... 2.
11
Tabel 2.2 Specific gravity of various fuel
Fuel oil type LDO ( Light Diesel Oil ) Furnace Oil LSHS (Low Sulphur
Heavy Stock)
Specific Gravity 0,85 – 0,87 0,89 – 0,95 0,88 – 0,98
2.1.5 Nilai Kalor
Nilai kalor dari bahan bakar diesel diukur dengan bomb kalorimeter. Untuk
memperoleh perkiraan nilai kalornya, bisa dipakai rumus empiris di bawah ini:
NK = 18,650 + 40 (API – 10) BTU/lb .................................................. 2.3
API = API Gravity pada 60 oF = (141,5/Specific Gravity) – 131,5 ..... 2.4
Untuk menghitung lower heating value (LHV ) dan higher heating value
digunakan persamaan sebagai berikut :
LHV= HHV-
........................................................................ 2.5
2.2 Minyak Solar
Bahan bakar solar adalah bahan bakar minyak hasil sulingan dari minyak
bumi mentah bahan bakar ini berwarna kuning coklat yang jernih. Sedangkan
untuk spesifikasi solar, pemerintah Indonesia menetapkan standar berdasarkan SK
Dirjen Migas No. 3675K/24/DJM/2006 seperti ditunjukkan pada berikut :
12
Tabel 2.3. Spesifikasi solar sesuai Lampiran II: SK Dirjen Migas
No.3675K/24/DJM/2006 (SK Dirjen Migas No. 3675K/24/DJM/2006)
No Karakteristik Unit Super Reguler
1 Massa jenis 400C kg/cm
3 820-860 815-870
2 Viskositas kinematic pada suhu 400C mm
2/s (cSt) 2,0-4,5 2,0-5.0
3 Angka setane /indeks ≥51/48 ≥48-445
4 Titik nyala 400C
0C ≥55 ≥60
5 Titik tuang 0C ≤18 ≤18
6 Korosi lempeng tembaga (3 jam pada
500C)
≤kelas I ≤kelas I
7 Residu karbon % massa ≤0,30 ≤30
8 Kandungan Air mg /kg ≤500 ≤50
9 Temperatur distilasi 90% 0C ≤ 340/360 <370
10 Stabilitas Oksidasi g/mm3 ≤25 -
11 Sulfur % m/m ≤0.05 ≤0.35
12 Bilangan asam total Mg-KOH/g ≤0.3 ≤0,6
13 Kandungan Abu % m/m ≤0.01 ≤0,01
14 Kandungan sedimen >%m/m ≤0.01 ≤0,01
15 Kandungan Fame %m/m ≤10 ≤10
16 Kandungan methanol dan Etanol %v/v tak terdeteksi tak terdeteksi
17 Partikulat mg/l ≤10
2.3 Motor Diesel
Model mesin diesel pertama kali yang dibuat oleh Rudolf Diesel adalah
mesin diesel silinder tunggal dengan diameter roda gila 3 meter yang diuji coba
pertama kali di Augsburg, Jerman pada tanggal 10 Agustus 1893 menggunakan
bahan bakar biodiesel minyak kacang tanah. Untuk mengingat acara ini, maka
pada tanggal 10 Agustus 1893 dinyatakan sebagai International Biodiesel Day.
Rudolf Diesel kemudian mendemonstrasikan mesin diesel buatannya pada World
Fair di Paris, Perancis pada tahun 1898 (Knothe, G., 2005).
13
Gambar 2.1 Foto Rudolf diesel dan Mesin Diesel ciptaannya pertama kali
(Knothe, G, 2005)
Konsep dari mesin ini adalah memulai pembakaran dengan menyemprotkan
bahan bakar cair ke dalam udara yang dipanaskan kompresi yang dapat
menghasilkan efisiensi yang lebih dari motor bensin.
2.3.1 Tipe- Tipe Motor Diesel
a. Tipe Motor Diesel Injeksi Langsung (Direct Injection Type)
Bahan bakar disemprotkan langsung ke Ruang bakar utama letak ruang
bakar utama ada di antara piston & silinder head bagian atas piston
dibuatkan ruang dengan desain khusus.
b. Tipe Injeksi Tidak Langsung (Indirect Injection Type)
Pada ruang bakar Motor diesel injeksi tidak langsung, bahan bakar
disemprotkan ke dalam ruang bakar pendahuluan (prechamber) yang telah
dipanaskan dan disinilah awal pembakaran terjadi untuk mendapatkan
campuran yang baik kemudian dilanjutkan dengan pembakaran utama
diruang bakar utama.
14
Gambar 2.2 Motor Diesel Injeksi Langsung/Injeksi Tak Langsung (Toyota,1998)
2.4 Prinsip Kerja Motor Diesel Empat Langkah.
Pada motor diesel empat langkah, katup masuk dan katup buang digunakan
untuk mengontrol proses pemasukan dan pembuangan gas dengan membuka dan
menutup saluran masuk dan saluran buang.
Gambar 2.3 Prinsip kerja motor diesel 4 langkah (Toyota, 1998)
1. Langkah isap, yaitu waktu torak bergerak dari TMA ke TMB. Udara diisap
melalui katup isap sedangkan katup buang tertutup.
2. Langkah kompresi, yaitu ketika torak bergerak dari TMB ke TMA dengan
memampatkan udara yang diisap, karena kedua katup isap dan katup
buang tertutup, sehingga tekanan dan suhu udara dalam silinder tersebut
akan naik.
15
3. Langkah usaha, ketika katup isap dan katup buang masih tertutup, partikel
bahan bakar yang disemprotkan oleh pengabut bercampur dengan udara
bertekanan dan suhu tinggi, sehingga terjadilah pembakaran. Pada langkah
ini torak mulai bergerak dari TMA ke TMB karena pembakaran
berlangsung bertahap.
4. Langkah buang, ketika torak bergerak terus dari TMA ke TMB dengan
katup isap tertutup dan katup buang terbuka, sehingga gas bekas
pembakaran terdorong keluar.
2.5 Siklus Motor Diesel
Siklus Diesel adalah Siklus teoritis untuk (Compression Ignition Engine) atau
motor diesel. Perbedaan siklus diesel dengan siklus otto adalah : pada motor
diesel penambahan panas terjadi pada tekanan tetap.
Gambar : 2.4. Siklus diesel digram P-V dan T- S
16
Prosesnya:
1-2 Kompresi Isentropik (Reversibel Adiabatik).
2-2 Pembakaran Isobarik.
3-4 Ekspansi Isentropik (Reversibel Adiabatik)
4-1 Pembakaran kalor Isochoric.
Efisiensi teoritis siklus diesel.
𝜂 = 1 -
*
( ) + ........................................................................... 2.6
Efisiensi teoritis siklus dual :
𝜂 = 1-
*
( ) ( )+ ...................................................... 2.7
Dimana:
P3/P2 (Perbandingan tekanan pada volume konstan)
V4/V2 (Cut-off ratio/ perbandingan pemancuan)
K = 1,40
r = V1/V2
17
2.6 Komponen Bahan Bakar Motor Diesel
Gambar 2.5 Komponen Bahan bakar Motor diesel (Proecho Swisscontact, 1997)
2.6.1 Tangki Bahan bakar
Tangki bahan bakar terbuat dari bahan yang tidak korosi atau terbuat
dari baja tipis yang bagian dalamnya melapisi bahan anti karat. Tangki
bahan bahar harus bebas dari kebocoran dan tahan terhadap tekanan
minimal 0-3 bar, serta tahan terhadap getaran mekanis yang ditimbulkan
pada saat motor beroperasi. Dalam tangki bahan bakar terdapat fuel sender
gauge yang berfungsi untuk menunjukan jumlah bahan bakar yang ada
didalam tangki.
2.6.2 Filter Bahan Bakar
Umur komponen sistem aliran bahan bakar motor diesel sangat
ditentukan oleh mutu saringan/ filter serta perawatan berkala sistem bahan
bakar. Tekanan bahan bakar dapat dibangkitkan oleh pompa injector
melalui plunyer dan barel serta nozzle. Hal ini mengharuskan bahan bakar
18
yang selalu bersih dan tidak terkontaminasi oleh material lain sebelum
masuk ke pompa injector dan nozzle.
2.6.3 Pompa Injeksi
Berfungsi memberikan tekanan pada solar yang akan diinjeksikan /
disemprotkan oleh nozzle.
Gambar 2.6 Pompa Injector
(https://www: Injector Tester.com)
2.6.4 Injector /Nozzle
Berfungsi sebagai pengabut bahan bakar, sehingga bahan bakar
mudah bercampur dengan udara dan sehingga memudahkan terjadinya
proses pembakaran. Besarnya jumlah injeksi bahan bakar tergantung dari
lamanya pengendalian selenoid, membuka dan menutup jarum nozzle,
aliran bahan bakar pada nozzle, membukanya jarum nozzle dan tekanan
rail. Dengan pompa bertekanan tinggi akan memecahkan minyak atau
fluida dengan kecepatan tertentu, tekanan dan kecepatan yang diberikan
biasanya mencapai 100 psi sehingga memaksa fluida atau minyak melalui
lubang nozzle.
19
Gambar 2.7 Injector/Nozzle
(Adapted from: www.elsevier.com/locate/renene)
Untuk mengatahui model laju aliran massa, tekanan injeksi, tekanan
udara lingkungan, sifat fisik bahan bakar yang diuji, dapat di notasi
dengan L/D geometri lubang Nozzle, R/D Rasio Inlet. Parameter output
koefisien debit aliran, kecepatan injeksi yang efektif, dan diameter efektif
dapat digunakan persamaan sebagai berikut (Su Han Park, ( et .al) )
............................................................................. 2.8
= mean Velocity.
=. Injeksi rate.
= Liquid Density.
= Nozzle hole Area.
Dan untuk menghitung tekanan masuk dan keluar (P1, P2) digunakan
persamaan Bernoulli’s.
(
) ............................................................... 2.9
Dimana tekanan lingkungan (P2) akan diganti koefisiennya ( Cd) maka.
√
.......................................................................... 2.10
20
Fraksi koefisiennya adalah:
(
......................................................... 2.11
Macam-macam injector seperti disebutkan diatas dengan sifat
pengabutan dan karakteristik yang berbeda maka pemilihan untuk fungsi
pemakaiannya juga berbeda yang bergantung pada proses pembakarannya
dan proses pembakaran ini ditentukan oleh bentuk ruang bakarnya, untuk
sifat-sifat injector ini antara lain adalah seperti berikut:
a. Injector berlubang satu (single hole) proses pengabutannya
sangat baik akan tetapi memerlukan tekanan injection pump
yang tinggi.
b. Demikian halnya dengan injector berlubang banyak (multi
hole) pengabutannya sangat baik. Injector ini sangat tepat
digunakan pada direct injection (injeksi langsung).
c. Injector dengan model pin, injector model pin ini model throtle
maupun model pintle lebih tepat digunakan pada motor diesel
dengan ruang bakar yang memiliki combustion chamber, ruang
bakar (turbulen) dan Type Lanova.
2.7 Penyemprotan (Spray)
Penyemprotan atau spray adalah aliran udara/gas yang mengandung droplet
atau droplet yang bergerak dalam aliran udara/gas. Oleh karena itu, dalam proses
pengabutan ini pada dasarnya adalah mencampur bahan bakar dengan oksigen,
21
untuk itu proses pengabutan untuk memperoleh gas bahan bakar yang sempurna
pada injector dapat dilakukan dengan tiga sistem pengabutan yaitu:
a. Pengabutan Udara
Proses pengabutan udara terjadi pada saat bahan bakar yang
bertekanan 60 sampai 85 kg/cm² mengakibatkan tekanan pada rumah
pengabut sebesar 60 kg/cm² yang selalu berhubungan langsung dengan
tabung udara dengan tekanan bahan bakar dari pompa mencapai 70 kg/cm²
pada Volume tertentu akan tertampung pada cincin pembagi dari pengabut
tersebut.
b. Pengabutan tekan
Pada proses pengabut tekan ini saluran bahan bakar dan ruangan
dalam rumah pengabut harus selalu terisi penuh oleh bahan bakar, dengan
jarum pengabut yang tertekan oleh pegas sehingga saluran akan tertutup.
Namun ketika bahan bakar dari injection pump yang bertekanan 250
kg/cm² mengalir kebagian takikan jarum pengabut, pengabut akan tertekan
keatas sehingga saluran akan terbuka. Dengan demikian, bahan bakar akan
terdesak melalui celah di antara jarum pengabut dalam bentuk gas.
c. Pengabutan gas
Pengabut ini dikonstruksi sedemikian rupa dengan komponen-
komponen yang terdiri atas rumah pengabut, katup dan bak pengabut yang
ditempatkan di bagian bawah dari pengabut dan berada di dalam ruang
bakar. Dalam proses pengabutan ini bahan bakar telah berada dalam
22
keadaan bertekanan tinggi dan katup injeksi sudah terbuka sejak langkah
pengisapan oleh torak dan pada kondisi demikian ini sebagian bahan bakar
telah menetes ke bak pengabut yang di bagian sisinya terdapat lubang-
lubang kecil.
Gambar 2.8 Sistem penyemprotan ( spray)
Untuk mesin diesel, penetrasi ujung semprot terlalu lama disebabkan oleh
injeksi tekanan tinggi juga memiliki efek yang merugikan pada kontrol akurasi
campuran dan kinerja emisi karena penguapan. (Quan Dong et. al. ).
Berdasarkan topik diatas sehingga untuk dapat mengetahui tingkat
penyemprotan dengan tekanan atomisasi, dan dapat di ukur sudut kerucut
berdasarkan jarak semprotan digunakan persamaan empirical dimana ( ),
jarak penetrasi L oleh ( Arai et. al. )
23
Gambar 2.9 Penyemprotan tip Penetrasi
(
)
(
) (
) ............................................... 2.12
Dimana :
L = Jarak penetrasian.
= Tekanan injeksi.
= Lubang Nozzle.
= Break-up time
= Udara lingkungan.
= Diameter nozzle.
Sepanjang semprot penetrasi ditentukan dengan mencari arah axial semprot
yang terjauh dari nozzle, sudut yang meliputi struktur semprot dari nozzle hingga
1/3 dari penetrasi. Garis linear digunakan untuk mengukur sudut yang dekat dan
garis singgung kontur yang ada sampai ujung semprot. (Ghurri et. el ).
.
24
Gambar 2.10. Tip Penetrasi (http:/www.springerlink.com)
Untuk menganalisis sifat penetrasi semprotan diatas digunakan persamaan
Hiroyasu
( ) .................................................... 2.13
( ) ................................... 2.14
......................................... 2.15
√
( ) √ ........................................................... 2.16
√
.......................................................... 2.17
Dimana :
= Diameter Nozzle.
= Penetrasi tip penyemprotan.
= Waktu setelah mulai injeksi.
= Break up time.
= Kecepatan awal semprotan.
= Discharge coefisien nozzle.
25
= Tekanan Injeksi.
= Fuel Density.
= Density udara Lingkungan.
= Volume fraction pengabutan dari semprotan.
= Sudut kerucut semprotan.
Sementara nilai diameter rata – rata dari semprotan yang terjadi ini dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan Sauter Mean Diameter (SMD ) berikut
( Viriato at al, 1996).
[√
] (
)
*
+
(
)
…..2.18
σ = Tegangan permukaan minyak.
ρL = Massa jenis minyak.
ρA = Udara lingkungan.
VA = Kecepatan udara .
µL = Viskositas minyak.
AFR = Udara rasio bahan bakar.
2.8 Kamera
Camera high speed digunakan untuk mengambil proses gambar semprotan
dan sudut pengabutan pada saat penetrasi bahan bakar untuk menganalisis data
tentang semprotan, sudut pengabutan digunakan software.
26
2.9 Proses Pembuatan Minyak
Minyak dapat diperoleh dari ekstraksi jaringan hewan atau tumbuhan. Ada
empat cara untuk memperoleh minyak, antara lain :
1. Rendering
Merupakan suatu cara untuk memperoleh minyak dengan melakukan
proses pemanasan bertahap terhadap bahan baku yang telah dihaluskan.
Pemanasan dilakukan dengan menggunakan media air, kecuali untuk
mengekstrasi lemak susu dan lemak babi. Minyak akan menggumpal di
bagian atas campuran sehingga minyak mudah dipisahkan dari residu yang
masih terlarut.
2. Pressing
Suatu cara mendapatkan minyak melalui pressing tekanan tinggi
mengunakan tekanan hidrolik, dimana sebelumnya bahan baku
dihaluskan.dengan cara ini minyak tidak dapat seluruhnya diekstrasi,
karena masih mengandung banyak air cukup besar.
3. Pelarut
Cara ini digunakan untuk bahan baku yang memiliki kadar minyak yang
rendah. Metode pelarut ini kurang efktif karena faktor harga pelarut yang
mahal dan minyak yang diperoleh mesti dipisahkan dengan pelarutnya
melalui penguapan lanjut.
4. Destilasi uap
Merupakan suatu cara untuk memperoleh minyak dengan melakukan
proses penguapan atau dengan kata lain istilah steam terhadap bahan baku.
27
Penguapan atau steam dilakukan dengan menggunakan air sebagai media,
dimana bahan baku dengan air tidak bersentuhan atau tidak tercampur.
Dimana nantinya uap yang bercampur air dengan minyak akan keluar
melalui pipa yang akan dialirin sampai kepada suatu gelas atau cawan
penampung. Cara ini hampir sama dengan proses rendering, karena
minyak akan menggumpal di bagian atas campuran air sehingga minyak
mudah dipisahkan dari residu yang masih terlarut, Cuma berbeda dalam
perlakuan terhadap bahan baku. Cara ini adalah cara yang paling tepat
untuk memperoleh minyak pada tanaman atau minyak yang berasal dari
bahan baku tumbuhan karena dalam pemisahan antara minyak dengan air
akan sangat gampang dilakukan dan kualitas kadar air dalam minyak akan
sedikit.
Untuk memperoleh minyak murni masih diperlukan proses lanjutan. Proses
tersebut antara lain :
1. Pengendapan
Memisahkan minyak dari partikel – partikel yang berbentuk koloid
dengan mengendapkan minyak hasil ekstrasi.
2. Netralisasi Dengan Alkali
Memisahkan senyawa-senyawa terlarut dalam minyak, seperti : asam
lemak bebas dan hidrokarbon dengan alkali.
3. Pemucatan
Menghilangkan zat-zat warna dalam minyak dengan penambahan
adsorbing agent seperti arang aktif atau tanah liat.
28
4. Penghilang bau
Menghilangkan bau minyak dengan memanaskan minyak dalam botol
vakum. Uap panas yang dihasilkan membawa volatil dan dialirkan
keluar botol, kemudian minyak harus didinginkan kembali untuk
mencegah kontak dengan O 2 .
2.10 Destilasi Uap
Destilasi uap merupakan suatu metode untuk isolasi dan pemurnian senyawa
organik volatil. Metode ini digunakan untuk cairan yang tidak bercampur atau
hanya sedikit bercampur. Destilasi uap adalah proses penguapan suatu campuran,
kemudian uapnya terkondensasi dan kondensatnya terkumpul pada tempat lain.
Uap air yang dihasilkan dialirkan pada sistem distilasi untuk mendesak senyawa
organik volatil yang akan diisolasi. Uap air bersama senyawa organik akan
meninggalkan fase cairnya menuju pendingin dan kemudian diembunkan
sehingga diperoleh distilat yang secara fisik terpisah menjadi dua lapisan distilat
uap air dan komponen organik tidak saling melarutkan. Tekanan uap parsialnya
mengikuti hukum Dalton dimana tekanan uap tidak tergantung pada komposisi
senyawa dalam campuran tetapi sama dengan tekanan uap murninya. Selama
proses destilasi berlangsung, uap air masuk menembus jaringan material dan
melarutkan sebagian minyak yang ada pada sel. Uap air ini menembus secara
osmosis yang mengakibatkan pembengkakkan membran dan akhirnya minyak
sampai pada permukaan, dan menghasilkan minyak langsung bersama-sama
dengan uap air. Proses ini berlangsung terus menerus sampai semua minyak yang
ada dalam sel keluar.
29
Keuntungan distilasi uap adalah dapat digunakan untuk memisahkan senyawa
yang titik didihnya lebih tinggi dari titik didih air. Dimana sebelum titik didih
tercapai (suhu dibawah 100o) senyawa tersebut sudah menguapdan akan
menghasilkan pemisahan yang tidak larut dalam air. Pada prinsipnya, jika suatu
campuran dari cairan yang tidak bercampur disuling, titik didih campuran tetap,
sampai salah satu penyusun hampir sempurna tersuling. Selanjutnya titik didih
akan naik sampai mencapai titik didih cairan yang masih ada dalam labu. Uap
yang terjadi dari suatu campuran mengandung semua senyawa dalam
perbandingan yang sesuai dengan volume terhadap tekanan uap relatif dari setiap
senyawa penyusun.
2.10.1 Jenis-Jenis Destilasi
Destilasi atau penyulingan secara umum terdapat tiga jenis, yaitu :
1. Destilasi (penyulingan) bertingkat.
Tujuan penyulingan adalah pemisahan cairan yang mudah menguap dari
senyawa-senyawa yang tidak menguap atau biasanya merupakan
pemisahan dua atau lebih cairan yang berbeda titik didihnya, yang terakhir
ini dinamakan penyulingan (destilasi) bertingkat.
2. Destilasi (penyulingan) dengan penambahan senyawa ketiga.
Metode ini digunakan dalam industri pembuatan etanol mutlak dari etanol
95,6%. Dengan penambahan benzena dan disuling dengan alat
penyulingan tingkat yang sesuai. Tujuannya untuk mengubah
perbandingan tekanan uap.
30
3. Destilasi (penyulingan) uap.
Destilasi uap merupakan suatu metode untuk isolasi dan pemurnian
senyawa organik volatil. Metode ini digunakan untuk cairan yang tidak
bercampur atau hanya sedikit bercampur. Destilasi uap adalah proses
penguapan suatu campuran, kemudian uapnya terkondensasi dan
kondensatnya terkumpul pada tempat lain. Uap air yang dihasilkan
dialirkan pada sistem distilasi untuk mendesak senyawa organik volatil
yang akan diisolasi. Uap air bersama senyawa organik akan meninggalkan
fase cairnya menuju pendingin dan kemudian diembunkan sehingga
diperoleh distilat yang secara fisik terpisah menjadi dua lapisan distilat
uap air dan komponen organik tidak saling melarutkan.
Gambar 2.11 Destilasi (penyulingan) dengan uap
31
2. Destilasi (penyulingan) dengan uap lewat panas.
Bagian dari senyawa dengan titik didih tinggi dalam penyulingan uap
dapat dinaikkan dengan menaikkan tekanan uap senyawa ini relatif
terhadap air. Hal ini dapat dilakukan dengan uap lewat panas. Penggunaan
uap lewat panas mempunyai keuntungan dengan mengurangi kondensasi
sehingga menghindarkan penggunaan panas tambahan pada labu. Jika
kondensasi uap dapat dicegah, misalnya dapat memanaskan labu dalam
penangas cair pada suhu yang sama dengan uap lewat panas, akan
menaikkan bagian dari senyawa dengan titik didih yang lebih tinggi dalam
sulingan. Dalam prakteknya uap lewat panas biasanya digunakan untuk
senyawa dengan tekanan uap rendah, kurang dari 1 sampai 5 mm pada
100 0 C.
Gambar 2.12 Destilasi (penyulingan) dengan uap lewat panas