Thursday, August 18, 2022

Atur Saja Suhu dan Tekanan

- Advertisement -spot_img
Must Read
- Advertisement -spot_img

Ibarat sekali merengkuh dayung, maka Rudy Kurniawan pun melampaui dua tiga pulau sekaligus. Ia hanya menambahkan sensor otomatis di boiler untuk mengontrol suhu dan tekanan, hasilnya rendemen meningkat hingga 3%. Sudah begitu kadar patchouli alcohol (PA) pun top: 33.

Peran alat sensor otomatis itu untuk mencegah suhu dan tekanan melambung. Pada penyulingan minyak nilam, tekanan tinggi cenderung menghasilkan minyak bermutu rendah, indikasinya antara lain warna cokelat kehitaman dan bau gosong. Niat para penyuling mendongkrak tekanan memang ingin memperoleh rendemen tinggi. Sayang, itu bagai bumerang yang “menyerang” penyuling. Rudy jelas menolak jika minyak nilam hasil jerih payahnya bernilai rendah. Itulah sebabnya ia memasang sensor otomatis yang berfungsi mengatur tekanan agar tak lebih dari 3 atm.

Rudi menggunakan mesin penyuling bikinan sendiri itu sejak 2005. Mula-mula ia melayukan daun dan batang nilam hingga berkadar air 30%. Cara melayukan dengan mengangin-anginkan bahan baku selama 1-2 hari.

Otomatis

Rudy lantas memasukkan bahan layu ke dalam 4 tangki terbuat dari besi nirkarat, masing-masing berkapasitas 100 – 125 kg. Volume sekali menyuling rata-rata 400 kg bahan layu yang diperoleh dari 1,3 ton segar. Produsen minyak nilam berusia 52 tahun itu memanfaatkan bahan bakar kayu selama penyulingan berlangsung, 8 – 10 jam. Total jenderal ia menghabiskan satu mobil pick up setara 2,5 m3 kayu bakar senilai Rp150.000. Rudy mengatakan bahwa durasi penyulingan efektif mengangkat minyak secara optimal. “Jika waktu terlalu singkat, tidak semua minyak terangkat,” ujarnya.

Sekali mendestilasi 400 kg bahan, Rudy memanen 13 kg minyak nilam. Artinya rendemen 3%. Dalam dunia asiri, lonjakan 1% sangat luar biasa. Dengan rendemen 3%, maka Rudy hanya memerlukan 33 kg bahan sulingan. Mari bandingkan dengan rata-rata rendemen para penyuling di berbagai sentra yang 2%, perlu 50 kg bahan. Artinya terdapat selisih 17 kg bahan antara Rudy dan penyuling lain berendemen 2% ketika menghasilkan 1 kg minyak nilam.

Bagaimana sensor itu bekerja? Intinya sensor mencegah suhu boiler diatas 250oC. Sebab, ketika suhu terlalu tinggi, di atas 250oC, maka yang mengalir dari boiler hanya panas dan kering, karena kelembapan rendah. Tanpa sensor, rendemen akan berkurang karena minyak menguap ke luar alat serta sedikitnya minyak yang terangkat. Selain itu, bila tekanan dari boiler mencapai 3 atm, maka katup akan menutup sehingga tekanan berkurang. Akibatnya suhu pun turun kembali.

Prinsipnya, uap air bertekanan 2 – 3 atm yang keluar dari boiler akan mengalir ke pipa pembagi ke empat ketel. Pada 2 jam pertama, tekanan berkisar antara 2 – 2,5 atm dan konstan – maksimal 3 atm – hingga proses penyulingan selesai. Setelah itu minyak yang terangkat dari ketel mengalir ke pipa pereduksi tekanan yang jumlahnya mencapai 20 buah. Fungsinya menurunkan tekanan udara minyak nilam. Dari situ minyak masuk ke pipa pendingin berbentuk pipa sirip. Di dalam kondensor juga terdapat separator yang memisahkan air dan minyak sehingga hasil yang keluar berupa minyak nilam murni.

Selama ini Rudy menyuling sekali sehari, termasuk hari Sabtu dan Ahad, sehingga total produksi minyak 360 kg per bulan. Ia mengeluarkan biaya Rp150.000 untuk bahan bakar, biaya tenaga kerja Rp200.000 per hari, dan pembelian bahan baku nilam Rp800.000 per 400 kg. Total jenderal biaya produksi Rp1.150.000 per sekali penyulingan atau Rp34.500.000 per bulan. Sejak Juli 2011 Rudy menjual minyak nilam Rp450.000 per kg. Jika dengan harga terendah Rp250.000 per kg, maka omzet Rudy Rp90.000.000 sehingga laba bersih Rp55.500.000.

Pipa T

Amir Hambali di Kampung Sukan, Kecamatan Sambaliung, Kabupaten Berau, Kalimantan Timur, juga menerapkan berteknologi uap tak langsung. Pria berusia 45 tahun menggunakan alat destilasi hasil desain Sugono, penyuling nilam di Bogor, Jawa Barat (baca: Delapan Inovasi Paling Top: Efisiensi dan Mutu Tinggi, Trubus Maret 2009). Setahun menyuling nilam, Amir mendapatkan rendemen rata-rata, 3 – 4%.

Ia menjemur nilam Pogostemon cablin itu selama sehari, lalu mengangin-anginkan selama 3 – 5 hari agar layu dan berkadar air 15%. Saat menyuling pada satu jam pertama, Amir mempertahankan suhu 800C dengan tekanan 1 bar. Setelah itu ia meningkatkan suhu menjadi 100 – 1200C dan tekanan 1,5 bar selama 7 – 9 jam. Menurut Amir durasi penyulingan lebih lama karena ia menggunakan bahan bakar kayu. Jika menggunakan bahan bakar gas, penyulingan lebih cepat, yaitu 6 jam.

Hasil penyulingan 70 kg daun dan batang nilam, Amir mendapat 2,7 kg minyak nilam dengan kadar PA 42. Sugono menuturkan selain mesin, kondisi bahan baku juga mempengaruhi mutu minyak. Ia menyarankan agar pekebun memanen nilam pada pagi hari, maksimal pukul 08.00. Tujuannya untuk menghindari laju fotosintesis yang sangat kuat. Atau pada sore hari setelah pukul 15.00. Semua itu agar rendemen meningkat.

Cara lain untuk menggenjot rendemen adalah memasang pipa T, terutama bagi penyuling yang menerapkan teknologi uap langsung. Khoiril Mustofa di Kelurahan Ngawonggo, Kecamatan Ceper, Kabupaten Klaten, Provinsi Jawa Tengah, memodifikasi alat penyuling nilam dengan sistem uap langsung.  Ia memasang 4 pipa berbahan besi nirkarat berbentuk T di bagian bawah tangki. Posisinya terendam oleh air. “Prinsip kerja pipa itu seperti alat pemanas air,” katanya.

Makin cepat

Dr Muhammad Nurhuda dari Jurusan Fisika Universitas Brawijaya, Malang, Jawa Timur, menjelaskan pengunaan logam berbentuk T sebagai penghantar panas di ketel pada penyulingan minyak nilam berpengaruh terhadap laju penguapan air. “Itu karena ada bagian yang tercelup air sehingga laju penguapan meningkat,” ujarnya. Laju penguapan tergantung dari luas permukaan kontak (logam) dan material yang akan diuapkan, yakni air.

“Semakin banyak luas permukaan bahan pemanas yang kontak dengan air, semakin cepat pula laju penguapan. Namun, walau berbanding lurus tetap ada optimasi luas permukaan yang harus digunakan,” tutur Nurhuda. Jika pipa T yang digunakan semakin banyak atau bagian vertikalnya semakin tinggi, maka gas panas yang mengalir dalam pipa T akan semakin cepat dingin, sehingga tarikan yang muncul pada cerobong akan mengecil. Tarikan ini berpengaruh pada udara luar yang akan membakar bahan bakar. Jika tarikan terhadap udara luar mengecil, maka api akan mengecil hingga padam. “Singkatnya, udara luar mengalir ke bahan bakar dan membakar bahan bakar. Selanjutnya panas gas bersama gas buang dialirkan ke pipa T. Jika aliran gas buangnya tersendat, maka aliran udara luar ke bahan bakar juga tersendat. Karenanya perlu dilakukan optimasi,” kata Nurhuda.

Nurhuda menambahkan jenis bahan besi juga berpengaruh terhadap daya hantar panas. Tembaga, misalnya, mampu menyalurkan panas 4 kali lebih tinggi dibandingkan besi. “Sementara besi nirkarat 4 kali lebih rendah daripada besi,” katanya. Dengan demikian besi nirkarat kurang pas dipakai sebagai material penghantar panas. “Lebih baik menggunakan baja, besi, atau sambungan antara stainless steel dengan tembaga. Stainless steel untuk bagian yang kontak api sedangkan tembaga untuk yang kontak air,” ujar Nurhuda.

Mustofa melengkapi alat sulingnya dengan pengatur suhu yang terdapat di atas ketel. “Tujuannya agar suhu tak lebih dari 1500C agar bahan baku nilam tidak hangus,” katanya. Dengan mengatur suhu dan tekanan alat suling, rendemen minyak nilam yang Mustofa hasilkan mencapai 3,7%. Cara kerja alat Mustofa sederhana. Penyuling tinggal membuka kran air di samping kiri ketel sehingga mengisi 25% dari total volume tabung.

Setelah itu, masukkan bahan baku berupa daun nilam layu ke dalam ketel pemanas. Bahan baku dan air dibatasi oleh lempeng besi nirkarat berlubang-lubang, mirip langseng alias alat penanak nasi. Panaskan ketel dengan maksimal suhu 1500C dan tekanan 5 bar. Uap air panas akan keluar dari lubang-lubang di lempeng ke sela-sela daun nilam. Uap panas itu akan membawa uap minyak nilam dan mengalir ke tabung kondensor atau pendingin. Mustofa melengkapi alat sulingnya dengan pengatur suhu yang terdapat di atas ketel. “Tujuannya agar suhu tak lebih dari 1500C dan bahan baku nilam tidak hangus,” katanya.

Tekanan uap 2 atm

Hasil riset Dr Pina Barus dari Jurusan Kimia, Universitas Sumatera Utara, menunjukkan bahwa pengaturan tekanan saat penyulingan mempengaruhi rendemen. Penelitian itu bermula saat Pina menemukan mutu minyak nilam hasil destilasi penyuling di Desa Bongkaras, Kecamatan Parongil, Kabupaten Dairi, Sumatera Utara, rendah, sekitar 1 – 1,5%. Padahal, kandungan minyak dalam daun nilam sekitar 5%.

Di sana penyuling tradisional menggunakan ketel terbuat dari drum bekas berkapasitas 50 – 60 kg bahan kering. Hasilnya kadar PA di bawah 30%. Selain itu, minyak berwarna cokelat tua karena terkontaminasi drum bahan seng sehingga  bermutu rendah. Pina lantas mendesain alat suling berbahan besi nirkarat berkapasitas 100 kg bahan kering. Tekanan uap selama proses penyulingan dapat diatur. Dalam riset itu, Pina menguji penyulingan bertekanan uap 1 atm; 1,5 atm, dan 2 atm.

Ia merajang bahan baku daun nilam menjadi 1 – 2 cm, mengeringanginkan sampai kadar air 15 – 20%, dan memasukkan ke dalam ketel. Penyulingan selama 5 jam dengan tekanan berbeda. Hasilnya, ia memperoleh rendemen tertinggi pada proses penyulingan dengan tekanan uap 2 atm, yaitu 3,25%, tekanan 1,5 atm (2,64%), dan 1 atm, (2,45%). Kadar PA terbesar juga diperoleh dari penyulingan dengan tekanan uap 2 atm, 32,68%, bertekanan 1,5 atm (31,64%), dan 1 atm (29,76%).

Menurut Pina, kisaran titik didih komponen kimia minyak antara 54 – 2140C. Oleh karena itu dengan penyulingan biasa, tekanan uap 1 atm belum mampu mendorong semua komponen keluar sebagai destilat. Akibatnya, rendemen rendah. Komponen kimia yang terdorong adalah golongan senyawa tidak jenuh, berat jenis ringan, dan mudah teroksidasi. Pina menjelaskan rendahnya kadar PA juga sejalan dengan rendahnya rendemen. Oleh karena itu ia mengatakan untuk meningkatkan rendemen dan mutu minyak nilam dapat dilakukan dengan memperbaiki metode penyulingan dengan tekanan uap di atas 1 atm. (Rosy Nur Apriyanti/Peliput: Tri Istianingsih, Pranawita Karina, dan Andari Titisari)

Beda Tekanan Beda Hasil

Tekanan uap

 

1 atm

 

1,5 atm

 

2 atm

 

Warna

 

Kuning muda

 

Kuning Muda

 

Kuning muda

 

Rendemen (%)

 

2,45

 

2,64

 

3,25

 

Bilangan Asam (BA)

 

5,80

 

5,12

 

3,70

 

Bilangan Ester (BE)

 

7,48

 

6,83

 

5,64

 

Kandungan Patchouli Alcohol (PA)

 

29,76

 

31,64

 

32,68

 

Kelarutan dalam alkohol 90% (1:10)

 

Baik

 

Baik

 

Baik

 

 

Penyuling Uap Langsung

1. Cerobong

2. Tungku

3. Kran air masuk

4. Kran air keluar

5. Pipa berbentuk T

6. Air

7. Rantai besi

8.  Lempeng besi berbentuk seperti saringan

9. Pengatur suhu

10. Kondensor

11. Tangki penampung

 

Pengaturan suhu dan tekanan pada alat suling tingkatkan rendemen dan kadar patchouli alcohol minyak nilam

Biasanya bahan baku dikeringkan atau dilayukan terlebih dahulu untuk turunkan kadar air

Rendemen minyak nilam dipengaruhi waktu panen bahan baku. Idealnya panen nilam sebelum jam 08.00 atau setelah pukul 15.00

Dr Muhammad Nurhuda, penggunaan logam T di ketel membuat laju penguapan air meningkat

Warna minyak nilam dipengaruhi bahan ketel

- Advertisement -spot_img

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

- Advertisement -spot_img
Latest News

Organik Tinggikan Produksi

Industri parfum, kosmetik, insektisida, dan aromaterapi merupakan beberapa sektor yang memerlukan minyak nilam. Bahkan dalam industri parfum tidak ada...
- Advertisement -spot_img

More Articles Like This

- Advertisement -spot_img