laporan pkm

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Di dalam suatu industri, terutama pada industri kimia kita mengenal yang namanya proses destilasi. Destilasi ialah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan atau didefinisikan juga teknik pemisahan kimia yang berdasarkan perbedaan titik didih. Salah satu penggunaan metode destilasi ialah pada pembuatan minyak atsiri(esensial) yatu Destilasi Fraksinasi . Destilasi fraksinsi merupakan metode yang paling populer, digunakan secara luas, dan cost-effective untuk memproduksi minyak esensial di seluruh dunia. Minyak atsiri telah dikenal dan banyak diproduksi di Indonesia, tak terkecuali di Kalimantan Barat. Minyak atsiri ini hanya sekedar diproduksi dan kemudian di ekspor ke luar negeri. Namun , jika minyak atsiri dipisahkan berdasarkan kandungannya maka nilai jual dari minyak atsiri tersebut lebih tinggi dibandingkan diekspor secara langsung. Bahkan sintesis dari minyak atsiri tersebut dapat dibuat menjadi parfum dengan nilai jual yang sangat tinggi. Untuk mendapatkan sintesis senyawa minyak atsiri dilakukan proses destilasi. Destilasi ini sudah sangat dikenal di industri-industri terutama industri kimia. Destilasi merupakan suatu teknik pemisahan atau pemurnian senyawa berdasarkan perbedaan titik didihnya dimana senyawa yang memiliki titik didih paling rendah akan menguap terlebih dahulu dan apabila didinginkan akan mengembun dan menetes sebagai zat murni. Salah satu metode dari destilasi yang digunakan untuk mensintesis minyak atsiri yaitu destilasi fraksionasi. Dengan destilasi fraksionasi ,sintesis minyak atsiri sangat diuntungkan karena dengan produksi yang lebih kecil dapat dihaslkan minyak atsirinyang lebih banyak. Namun, masalah yang dihadapi adalah sulitnya mengontrol tekanan dan temperatur pada saat proses destilasi berlangsung. Sehingga dibutuhkan suatu rancangan alat destilasi dimana suhunya dapat diatur sesuai keinginan dan kondisi. Oleh karena itu, karsa cipta yang akan dirancang ialah suatu reaktor destilasi sederhana dengan tekanan dan temperatur terkontrol yang murah dalam segi pembuatan dan perawatan, serta dapat digunakan dalam berbagai proses destilasi di laboratorium. Proses perancangan reaktor destilasi sederhana ini terlebih dahulu menyambungkan komponen-komponen penting yaitu pipa dan kran sebagai penghubung antara vakum dengan air raksa. Kemudian dilanjutkan dengan pemasangan dan penyambungan komponen lain. Setelah itu rancangan reaktor destilasi di uji coba terutama dalam pengaturan tekanan dan temperaturnya. 1.2. Perumusan Masalah Dari uraian di atas, rumusan masalah yang akan di bahas adalah sebgai berikut : Bagaimana proses pembuatan “ Rancang Bangun Reaktor Destilasi Sederhana Dengan Tekanan Dan Temperatur Terkontrol ” Bagaimana cara mengaplikasikan “ Rancang Bangun Reaktor Destilasi Sederhana Dengan Tekanan Dan Temperatur Terkontrol ” Bagaimana cara mengatur hubungan tekanan terhadap suhu agar didapat hasl sesuai yang diharapakan 1.3. Tujuan Program Adapun tujuan dari perancangan karsa cipta ini adalah : Untuk mengetahui rancangan pembuatan serta prinsip kerja dari Rancang Bangun Reaktor Destilasi Sederhana Dengan Tekanan Dan Temperatur Terkontrol Karya ini diharapkan mampu digunakan dalam pemisahan suatu senyawa dengan perbedaan titik didih yang rendah terutama pemisahan senyawa minyak atsiri. 1.4. Luaran Yang Diharapkan Diharapkan dengan karya ini dihasilkan suatu alat yang mampu memisahkan senyawa yang memiliki perbedaan titik didih rendah terutama dalam pengolahan minyak atsiri lebih lanjut, serta dapat digunakan sebagai alat pembuatan senyawa-senyawa ester, alkohol dan lain-lain yang mash belum ada dan sulit didapatkan di laboratorium FMIPA Universitas Tanjungpura. 1.5. Kegunaan Program Manfaat yang dapat diambil dari program ini yaitu bagi peneliti dapat menambah pengalaman dan pengetahuan tentang reaktor destilasi dan senyawa-senyawa yang terdapat pada minyak atsiri. Dan bagi pengguna , alat ini dapat berguna dalam pengolahan lebih lanjut dari minyak atsiri, sehingga dapat dihasilkan senyawa-senyawa penyusun minyak atsiri yang lebih murni dan memiliki nilai jual yang jauh lebih tinggi. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Minyak atsiri adalah zat berbau yang terkandung dalam tanaman. Minyak ini disebut juga minyak menguap, minyak eteris, atau minyak esensial karena pada suhu biasa (suhu kamar) mudah menguap di udara terbuka. Istilah esensial dipakai karena minyak atsiri mewakili bau dari tanaman asalnya. Dalam keadaan segar dan murni tanpa pencemar, minyak atsiri umumnya tidak berwarna. Secara kimia, minyak atsiri bukan senyawa tunggal, tetapi tersusun dari berbagai macam komponen yang secara garis besar terdiri dari kelompok terpenoid dan fenil propan (Kumar, 2010). Salah satu tanaman yang menghasilkan minyak atsiri adalah tanaman sereh. Minyak sereh adalah minyak atsiri yang diperoleh dari tanaman sereh (cyimbapogon rendle) dengan cara destilasi uap. Di dalam minyak sereh paling tidak terkandung 11 senyawa organik. Komponen utama minyak atsiri dari tanaman sereh adalah sitronelal, sitronelol, dan geraniol. Sitronelal atau dengan nama IUPAC 3,7-dimethyloct-6-en-1-al dan rumus molekul C10H18O, memiliki massa molar 154,25 g / mol, kepadatan 0,855 g/cm3, titik didih 201-207° C. Data untuk bahan dalam keadaan standar pada 25° C, 100 kPa. Untuk geraniol atau 3,7-Dimethylocta-2 ,6-dien-1-ol, dengan rumus molekul C10H18O, memiliki massa molar 154,25 g mol-1,kepadatan 0,889 g/cm3, titik lebur 15° C/288 K, titik didih 229° C/502 K, dan larut dalam air. Dan sitronelal dengan nama lain (±)-β-sitronelol atau nama IUPACnya 3,7-Dimethyloct-6-en-1-ol memiliki rumus molekul C10H20O, massa molar 156,27 g mol-1, kepadatan 0,855 g/cm3, titik didih : 225° C/498 K (Setiawati,dkk, 2011). Untuk mendapatkan sintesis senyawa minyak atsiri dilakukan proses destilasi. Destilasi merupakan suatu teknik pemisahan atau pemurnian senyawa berdasarkan perbedaan titik didihnya serta berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Senyawa yang memiliki titik didih paling rendah akan menguap terlebih dahulu dan apabila didinginkan akan mengembun dan menetes sebagai zat murni. Sedangkan titik didih yang lebih tinggi akan tertinggal sebagai residu (Othmer,1982). Ada empat jenis distilasi yaitu distilasi sederhana, distilasi fraksionasi, distilasi uap, dan distilasi vakum. Pada destilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu komponen bersifat volatil. Sehingga jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Destilasi fraksionasi digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. Destilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih Destilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang ingin didestilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C. Selain itu, ada juga destilasi fraksinasi penurunan tekanan . Menurut Abimayu dkk (2003), destilasi fraksinasi vakum merupakan metode pemisahan secara fisika dengan menggunakan tekanan yang sesuai sehingga menghasilkan destilat yang lebih murni. Sedangkan vakum dalam proses ini digunakan agar suhu yang digunakan tidak terlalu tinggi, sehingga menjaga agar komponen tidak rusak pada suhu tinggi. Prinsip kerja destilasi ini adalah pemisahan campuran yang berbentuk cair berdasarkan perbedaan tekanan uap senyawa-senyawa yang ada dalam campuran tersebut. Saat destilasi fraksinasi vakum berlangsung, peralatan destilasi harus benar-benar tidak mengalami kebocoran agar kondisi vakum dapat diraih. Sehingga output dari destilasi fraksinasi vakum adalah tiga destilat yang berwarna dan memiliki titik didih yang berbeda. Suatu reaktor kimia adalah bejana tempat berlangsungnya reaksi kimia. Perancangan suatu reaktor kimia harus mengutamakan efesiensi kinerja reaktor. Sehingga didapatkan hasil produk yang lebih banyak dibandingkan masukan (input) dengan biaya yang minimum, baik biaya modal maupun operasi. Serta tidak lupa memperhatikan faktor keselamatan. Dan bahan yang direaksikan dalam reaktor kimia adalah cairan dan gas, namun terkadang ada juga padatan yang diikutkan dalam reaksi (seperti : katilisator, regent, inert) dengan perlakuan yang berbeda-beda Pada program ini diharapkan dapat tercipta suatu alat (sistem) reaktor destilasi sederhana dengan tekanan dan temperature terkontrol yang mampu mensintesis senyawa-senyawa yang terdapat pada minyak atsiri. Serta menjadi terobosan baru dalam penggunaan alat destilasi pada proses reaksi-reaksi kimia. BAB 3 METODE PELAKSANAAN 3.1 Studi Literatur Metode ini bertujuan untuk mempelajari teori-teori yang berkaitan dengan perancangan dan pembuatan rancang bangun reaktor destilasi tekanan terkontrol sederhana. Adapun beberapa studi yang kami lakukan meliputi: buku – buku teks yang berupa tulisan ilmiah, hand-book, referensi buku matakuliah, atrikel pada suatu situs yang tentunya berkaitan dengan program yang dilakukan. 3.2 Prosedur Kerja Berikut diagram alir dari prosedur kerja yang akan dilakukan dalam pelaksanaan program ini BAB 4 HASIL YANG DICAPAI 4.1. Penyempurnaan Desain Produk Kegiatan pertama yang kami lakukan setelah dinyatakan lolos, kami menyempurnakan desain Reaktor Destilasi kami, dimana desain awalnya adalah Keterangan : Pemanas terkontrol Labu Destilasi Termometer Kondensor lurur Erlenmeyer Pompa vakum Air Raksa Pipa pyrex Setelah dipertimbangkan dan dikonsultasikan kepada dosen pembimbing akhirnya diputuskan untuk mengganti desain awal menjadi desain seperti gambar 2. Hal ini dilakukan karena desain awal Reaktor Destilasinya kurang sesuai dengan prinsip destilasi dan letak vakumnya terlalu dekat dengan sistem. Gambar 2. Diagram skematik baru reactor destilasi tekanan dan temperatur terkontrol Keterangan : Pemanas terkontrol Labu Destilasi Kolom fraksinasi Termometer Kondensor lurur Labu Pompa vakum Air Raksa Pipa pyrex 3.3. Survei dan pembelian Bahan Baku Survei bahan baku dilakukan agar mendapatkan bahan yang cocok untuk pembuatan reaktor destilasi sederhana dengan tekanan dan temperatur terkontrol. Selain itu, dilakukan wawancara dan studi literatur agar mendapatkan informasi yang tepat mengenai alat dan bahan yang akan digunakan. Adapun beberapa studi yang dilakukan antara lain buku-buku teks berupa tulisan ilmiah, hand-book, referensi buku matakuliah, atrikel pada suatu situs yang berkaitan dengan program yang dilakukan. Survei bahan baku dilakukan di beberapa toko kota di Pontianak, salah satunya di toko Kalimantan Riset, tetapi karena harganya terlalu mahal kami memutuskan untuk membeli di pulau jawa, yaitu di kota Bandung, di toko C.V Prima Medicha, adapun bahan yang dibeli diantaranya, kolom fraksinasi, kran, cabang 3 dan 4, klem kuning dan merah serta labu potong bahan –bahan tersebut belum datang. Bahan baku lain yang telah kami beli juga yaitu air raksa 1kg, dan pipa pyrex. BAB 5. POTENSI HASIL Potensi yang dapat dari karya ini, jika sesuai dengan apa yang telah direncanakan tim adalah pertama kami yakin dari aspek ekonomi jika alat ini berfungsi dengan baik dapat dijadikan suatu sistem destilasi sederhana dalam pembuatan beberapa bahan-bahan kimia yang sulit didapatkan di kota pontianak dan pemisahan senyawa-senyawa kompleks misalnya pada minyak atsiri menjadi yang lebih sederhana. Tentunya hal ini sangat mengurangi beban biaya dalam pengadaan bahan-bahan kimia. Dari segi hak paten mungkin ini tidak sepotensial dari segi ekonmi, tetapi jika alat ini dapat disempurnakan menjadi lebih baik kami yakin harapan untuk mendapan hak paten menjadi lebih besar. BAB 6. RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA Dibawa ini merupakan tahapan rencana kegiatan selanjutnya yang digambarkan pada Tabel 1 Tabel 1. Renana tahapan kegiatan selanjutnya Kegiatan Bulan ke - 4 5 Prakitan reaktor destilasi Uji coba reaktor destilasi Pembuatan laporan akhir DAFTAR PUSTAKA Firdaus, M. 2009. “Analisis Total Minyak Atsiri”. Erlangga. Jakarta. Kumar S. 2010. “Extraction of Essential Oil Using Steam Distillation”. National Institute of Technology Press.Rourkela. Othmer, K. 1982. “Encyclopedia of Chemical Technology”. Vol.8 second Completely revised edition, Intersciene Publishers a division of John Willey & Sons, Inc. Setiawati W, Murtiningsih R, Hasyim A. 2011. “Laboratory and field evaluation of essential oils from Cymbopogon nardus as oviposition deterrent and ovicidal activitiers against Helicoverpa armigera Hubner on chili pepper”. Indonesian Journal of Agricultural Science. Indonesia 12: 9-16. LAMPIRAN – LAMPIRAN Lampiran 1. Tabel Penggunaan Dana Tabel 2. Lampiran penggunaan dana HARI/ TANGGAL NAMA BARANG HARGA SATUAN JUMLAH SATUAN HARGA TOTAL 12-Mar-15 Air Raksa Rp. 2.800.000 1 kg Rp. 2.800.000 10-Mei-15 Pipa pyrex 0,5 cm Rp. 60.000 20 paket Rp. 1.200.000 10-Mei-15 Biaya kirim Pipa pyrex 0,5 cm Rp. 150.000 2 kg Rp. 350.000 29-Mei-15 Kolom Fraksinasi Rp. 1.500.000 1 set Rp. 1.200.000 29-Mei-15 Kran Rp. 100.000 3 buah Rp. 300.000 29-Mei-15 Cabang 4 Rp. 200.000 1 buah Rp. 200.000 10-Mei-15 Cabang 3 Rp. 150.000 1 buah Rp. 150.000 10-Mei-15 Klem kuning Rp. 72.000 4 buah Rp. 288.000 10-Mei-15 Klem merah Rp. 79.000 2 buah Rp. 158.000 10-Mei-15 Labu potong Rp. 50.000 6 buah Rp. 300.000 PEMASUKAN         Rp. 5.370.400 TOTAL PENGELUARAN         Rp. 6.946.000 SISA         Rp. - 1.575.600 Lampiran 2. Bukti –bukti pendukung kegiatan ACC dengan pembimbing 1 ACC dengan pembimbing 2 Lampiran 3. Bukti Pembelian Barang Kumpulan Bon Lampiran 4. Pembagian tugas No. Nama Program Studi Alokasi waktu (jam/minggu) Uraian Tugas 1. Wafa Arif Teknik Kimia 12 jam/minggu Merancang dimensi, mendesain dan membuat konstruksi awal dan bertanggung jawab terhadap kegiatan 2. Bintang Rhamadan Teknik Kimia 10 jam/minggu Memprogram mikrokontroler Mengatur penyusunan filamen 3. Pradika Wibowo Teknik Kimia 10 jam/minggu Mengumpulkan alat dan bahan membuat rancang bangun reaktor 4. Dwi Asniawati Teknik Kimia 8 jam/minggu Memanajemen keuangan Mendokumentasikan kegiatan 5. Tiara Arletta Teknik Kimia 8jam/minggu Mencatat kegiatan di logbook, pengetik laporan kemajuan dan akhir 10