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