MEMPELAJARI PRINSIP KERJA ALAT DESTILASI UNTUK ASAP CAIR CANGKANG KEMIRI

LAPORAN PRAKTIKUM PINDAH PANAS ACARA II MEMPELAJARI PRINSIP KERJA ALAT DESTILASI UNTUK ASAP CAIR CANGKANG KEMIRI OLEH: RIZKI HASMI J1B012115 KELOMPOK IV PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI UNIVERSITAS MATARAM 2014 HALAMAN PENGESAHAN Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan mata kuliah Pindah Panas. Mataram, 27 November 2014 Mengetahui, Co. Assisten Praktikum Pindah Panas Praktikan LALU AHMAD JAELANI RIZKI HASMI NIM. CIJ 011 044 NIM. J1B 012 115 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pemanfaatan limbah cangkang kemiri yang masih sangat kurang memerlukan penanganan yang lebih baik. Salah satunya adalah diubah menjadi asap cair cangkang kemiri. Asap cair merupakan hasil penyulingan asap dari proses pembakaran kayu ato bagian tanaman yang keras seperti cangkang kemiri, batok kelapa dan lain sebagainya. Asap cair mempunyai manfaat yang sangat banyak diantaranya digunakan dalam pengawetan ikan, roti dan jenis makanan lainnya, dalam perindustrian juga digunakan sebagai pelapis kayu agar tahan rayap. Semakin berkembangnya teknologi pangan menyebabkan berbagai variasi makanan diciptakan. Namun, kebanyakan panganan yang ada waktu penyimpanannya tidak terlalu lama dan cepat rusak. Konsumen menginginkan panganan yang awet dan tahan lama serta aman dikonsumsi, salah satu cara pengawetannya adalah dengan menggunakan asap cair cangkang kemiri. Oleh karena itu, perlu dilakukan praktikum mempelajari prinsip kerja alat destilasi untuk asap cair cangkang kemiri. 1.2. Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari prinsip kerja alat destilator dari proses pindah panas untuk asap cair cangkang kemiri. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Asap Cair Asap cair adalah cairan kondensat dari asap yang telah mengalami penyimpanan dan penyaringan untuk memisahkan tar dan bahan-bahan partikulat. Salah satu cara untuk membuat asap cair adalah dengan mengkondensasikan asap hasil pembakaran tidak sempurna dari kayu. Selama pembakaran, komponen utama kayu yang berupa selulosa, hemiselulosa, dan lignin akan mengalami pirolisis (Pranata, 2007). Dalam pembuatan asap cair, distilasi bertujuan untuk memisahkan tar yang bersifat karsinogenik. Suhu yang dibutuhkan pada destilasi tidak setinggi pada pirolisis. Suhu sekitar 150oC – 200oC sudah cukup untuk menghasilkan asap cair yang bagus. Destilasi sederhana dilakukan secara bertahap, sejumlah campuran dimasukkan ke dalam sebuah reaktor destilasi, dipanaskan bertahap dan dipertahankan selalu berada dalam tahap pendidihan kemudian uap yang terbentuk dikondensasikan dan ditampung dalam dergen plastik. Produk destilat yang pertama kali tertampung mempunyai kadar komponen yang lebih ringan dibandingkan destilat yang lain. Komponen-komponen dominan yang mendukung sifat-sifat fungsional dari asap cair adalah senyawa fenolat, karbonil dan asam (Anonim a, 2010). 2.2. Pengertian Destilasi Destilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Dimana zat yang mempunyai titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu, kemudian uap tadi akan mengalami proses pendinginan pada kondensor. Di dalam kondensor akan terjadi proses perubahan fase, uap akan berubah menjadi fase cair yang akan mengalir sebagai destilat (Anonim b, 2012). 2.3. Kandungan Asap Cair Temperatur pembuatan asap merupakan faktor yang paling menentukan kualitas asap yang dihasilkan. Kandungan maksimum senyawa-senyawa fenol, karbonil, dan asam dicapai pada temperatur pirolisis 600 C. Tetapi produk yang diberikan asap cair yang dihasilkan pada temperatur 400 C dinilai mempunyai kualitas organoleptik yang terbaik dibandingkan dengan asap cair yang dihasilkan pada temperatur pirolisis yang lebih tinggi. Pirolisis merupakan proses pemanasan bahan dalam ruang tertutup dengan kadar oksigen relatif rendah (Anonim b, 2012). Menurut Girard (1992), senyawa-senyawa penyusun asap cair meliputi, senyawa-senyawa fenol (berperan sebagai antioksidan sehingga dapat memperpanjang masa simpan produk asapan), senyawa-senyawa karbonil (berperan pada pewarnaan dan citarasa produk asapan), senyawa-senyawa asam (berperan sebagai antibakteri dan membentuk cita rasa produk asapan), dan senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis. BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM 3.1. Waktu Dan Tempat Praktikum Praktikum ini dilaksanakan pada hari Kamis tanggal 20 November 2014 di depan Laboratorium Daya dan Mesin Pertanian Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram. 3.2. Alat Dan Bahan Praktikum 3.2.1. Alat-Alat Praktikum Adapun alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah satu set alat destilasi cangkang kemiri. 3.2.2 Bahan-bahan Praktikum Adapun bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah cangkang kemiri, buku gambar dan alat tulis. 3.3. Prosedur Kerja Adapun langkah kerja yang dilakukan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : Diisi cangkang kemiri ke dalam ruang pembakaran. Cangkang kemiri dengan kadar oksigen yang relatif rendah dalam keadaan tertutup. Dihubungkan ruang pembakaran dengan pendingin dan dihubungkan dengan generator air. Asap terdorong ke pipa penyalur asap. Asap terus dialirkan menuju pipa spiral sebagai kondensor yang ada dalam ember yang telah diisi air, asap dalam bentuk gas berubah wujud menjadi cair. Asap cair yang diperoleh masih mengandung tar yang berbahaya bagi kesehatan, sehingga tar dari asap cair dengan proses kondensasi. Sebelum dilakukan proses kondensasi, asap cair disimpan selama dua minggu untuk mengendapkan tar yang ada dalam asap cair. BAB V PEMBAHASAN Perpindahan panas didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari satu tempat ke tempat lainnya yang disebabkan perbedaan temperatur antara tempat-tempat tersebut. Bila dalam suatu sistem terdapat gradient temperatur atau bila dua sistem yang temperaturnya berbeda disinggungkan maka akan terjadi perpindahan energi yang disebut panas (heat). Energi ini tidak dapat diukur atau diamati secara langsung tetapi arah perpindahan dan pengaruhnya dapat diamati dan diukur. Pada umumnya terdapat tiga proses perpindahan panas yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi (Fitrianto, 2008). Asap cair didefinisikan sebagai cairan kondensat dari asap kayu yang telah mengalami penyimpanan dan penyaringan untuk memisahkan tar dan bahan-bahan tertentu (Pszczola,1995). Salah satu cara membuat asap cair yaitu dengan mengkondensasikan asap hasil pembakaran tidak sempurna dari kayu. Selama pembakaran, komponen utama dari kayu yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin akan mengalami pirolisa menghasilkan bermacam senyawa yaitu fenol, karbonil, asam, furan, alkohol, lakton, hidrokarbon polisiklis aromatis dan lain sebagainya (Girard, 1992). Pemisahan komponen-komponen campuran berdasarkan perbedaan titik didih atau, memisahkan campuran berbentuk cairan atas komponennya dengan proses penguapan dan pengembunan sehingga dihasilkan destilat disebut dengan destilasi. Alat yang digunakan untuk proses destilasi disebut dengan destilator. Destilator asap cair cangkang kemiri terdiri atas tiga bagian utama yaitu ruang pembakaran, tabung pembakaran, dan kondensor. Ruang pembakaran merupakan tempat bahan bakar yang menjadi sumber energi untuk proses destilasi. Jenis bahan bakar yang dapat digunakan dalam proses destilasi seperti kayu bakar, minyak tanah, batu bara ataupun kompor gas. Proses destilasi cangkang kemiri dimulai dengan menyalakan sumber bahan bakar dalam ruang pembakaran. Panas yang dihasilkan dalam ruang pembakaran akan berpindah ke tabung pembakaran melalui alas dan dinding tabung pembakaran, proses yang terjadi ini adalah pindah panas secara konduksi. Tabung pembakaran merupakan tempat pembakaran cangkang kemiri, dimana panas yang dibutuhkan berasal dari ruang pembakaran. Akibat pembakaran yang terjadi, menyebabkan cangkang kemiri mencapai titik bakarnya dan terbentuklah asap dari proses tersebut. Biasanya cangkang kemiri akan mencapai titik bakar pada suhu 250. Di dalam tabung pembakaran terjadi proses pindah panas secara konveksi, karena tekanan pada tabung pembakaran lebih besar daripada lingkungan sehingga asap yang terbentuk dari proses pembakaran cangkang kemiri akan mencari jalan ke luar menuju lingkungan yang memiliki tekanan lebih kecil. Asap akan masuk ke dalam pipa penyalur asap menuju pipa kondensor dan mengalami proses kondensasi. Kondensasi merupakan perubahan wujud dari gas menjadi zat cair. Pengembunan terjadi karena adanya pertemuan antara suhu tinggi dengan suhu rendah, dimana asap dengan suhu yang tinggi didinginkan menggunakan air pendingin yang dialirkan dari luar menggunakan selang ke dalam kondensor. Proses pengembunan tersebut akan menghasilkan cairan atau fluida yang akan keluar melalui pipa luar. Dalam proses pengembunan inilah terjadi proses pindah panas secara konduksi dan konveksi. Proses konduksi terjadi saat asap hasil pembakaran bersentuhan dengan pipa kondensor (bersuhu dingin), kemudian panas yang berpindah dari asap ke pipa akan berpindah lagi ke air pendingin yang dimasukkan untuk menkondensasikan asap hasil pembakaran tersebut. Proses pindah panas yang terjadi disini adalah konveksi, dimana aliran air menyerap panas dan membuangnya keluar melalui pipa pembuangan air pendingin. Asap yang kehilangan panasnya akan mengembun dan berubah menjadi cair kemudian keluar melalui pipa pengeluaran untuk ditampung pada bak penampung asap cair dan diolah lebih lanjut. Sebelum proses pengembunan terjadi asap cair yang mengandung tar akan jatuh dan keluar terlebih dahulu melalui pipa pembuangan racun, hal tersebut terjadi karena tar memiliki massa jenis yang lebih besar dibandingkan asap cair yang tidak mengandung tar. Asap cair mempunyai berbagai manfaat antara lain untuk memberi flavor dan warna yang diinginkan pada produk asapan yang diperankan oleh senyawa fenol dan karbonil. Fungsi lainnya adalah untuk pengawetan karena kandungan senyawa fenol dan asam yang berperan sebagai antioksidan dan antimikrobia. Oleh sebab itu, asap cair banyak digunakan sebagai zat antimikrobia dan antioksidan dalam bidang kehutanan, perkebunan, pangan, maupun bidang lainnya (Pszczola,1995). BAB VI PENUTUP 6.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : Perpindahan panas didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari satu tempat ke tempat lainnya yang disebabkan perbedaan temperatur (biasanya dari suhu tinggi ke suhu rendah). Asap cair didefinisikan sebagai cairan kondensat dari asap kayu yang telah mengalami penyimpanan dan penyaringan untuk memisahkan tar dan bahan-bahan tertentu. Pemisahan komponen-komponen campuran berdasarkan perbedaan titik didih atau, memisahkan campuran berbentuk cairan atas komponennya dengan proses penguapan dan pengembunan sehingga dihasilkan destilat disebut dengan destilasi. Proses pindah panas yang terjadi adalah proses konduksi (antara tabung bahan bakar dengan ruang pembakaran dan antara asap panas dengan pipa kondensor) dan konveksi (proses kondensasi asap cair). Asap cair dapat digunakan sebagai member flavor dan warna, pengawetan (antioksidan dan antimikroba) dan lain sebagainya. 6.2. Saran Adapun saran penulis adalah sebaiknya alat dan bahan praktikum dipersiapkan terlebih dahulu agar praktikan lebih mengerti. DAFTAR PUSTAKA Anonim a, 2010. Asap Cair Pengawet Makanan. http://lordbroken.wordpress. com/2010/01/14/asap-cair-pengawet-makanan/ html. (Diakses pada hari Senin, 24 November 2014). Anonim b, 2012. Contoh Laporan Praktikum Destilasi 1. http://serbamurni. blogspot.com/2012/ 03/contoh-laporan-praktikum-destilasi-1.html. (Diakses pada hari Senin, 24 November 2014). Fitrianto, 2008. Perpindahan Panas. http//:endarfianto.blogspot.com/2008 /07/07/perpindahan-panas.html. (Diakses pada hari Senin, 24 November 2014). Girrard, J.P., 1992. Technology of Meat and Meat Products. Ellis Horwood. New York. Pranata, J., 2007. Pemanfaatan Sabut dan Tempurung Kelapa serta Cangkang Sawit untuk Pembuatan Asap Cair sebagai Pengawet Makanan Alami. [Skripsi]. Teknik Kimia Universitas Malikussaleh. Lhoksumawe. Pszczola, D.E., 1995. Tour Highlights Production and Users of Smoke Based Flavors. Food Tech (1)70-74.