Proses Distilasi dalam Skala Industri Ditinjau dari Peralatan, Proses, dan Penggunaannya

Proses Distilasi dalam Skala Industri Ditinjau dari Peralatan, Proses, dan PenggunaannyaMuhammad Afif 4311413043Lutfi Nurbaeti4311413046Desi Purnama Sari 4311413047Buncit Suligiyanto4311413051Yogo Setiawan 4311413062Yeni Fitriana Jayanti 4311413070Oleh :Pengertian Distilasi Distilasi merupakan salah satu cara atau metode pemisahan komponen cair-cair yang saling melarut dan mudah menguap, yang bergantung pada distribusi dari beragam komponen-komponen diantara fasa uap dan cair. 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.

Kegunaan Distilasi Pemisahan secara distilasi digunakan untuk komponen-komponen campuran yang memiliki perbedaan titik didih yang cukup jauh, apabila titik didihnya berdekatan pemisahan secara distilasi tidak dapat dilakukan karena struktur kimia dan tekanan uap komponen yang hampir sama.

Syarat suatu Destilasi

Persyaratan dasar untuk proses pemisahan dengan distilasi yaitu komposisi uapnya berbeda dari komposisi cairannya, dimana uap akan berada dalam kesetimbangan dengan cairan pada titik didihnya.Jenis DistilasiDistilasi SederhanaDistilasi sederhana ini memanfaatkan perbedaan titik didih serta kecendrungan senyawa untuk menguap, dan dapat dilakukan di tekanan atmosfir. Contohnya yaitu pada pemisahan air-alkohol.

2. Distilasi FraksionisasiDistilasi fraksionasi digunakan untuk memisahkan senyawa melalui perbedaan titk didih yang mempunyai perbedaan titik didih sampai 20OC. Di dalam distilasi ini terdapat kolom fraksionasinya dimana terjadi pemanasan yang berbeda- beda terjadi di setiap plat agar pemurnian distilat semakin sempurna. Contohnya adalah pada pemurnian minyak mentah.

3. Distilasi UapUntuk mendistilasi senyawa yang mempunyai titik didih mencapai 200OC kita dapat menggunakan mtode distilasi uap. Distilasi uap ini menggunakan uap atau air mendidih dengan suhu mendekati 100OC dalam tekanan atmosfer senyawa tersebut akan menguap karena sifat dari distilasi uap dapat mendistilasi campuran senyawa dibahah titik didihnya. Distilasi ini digunakan dalam ekstraksi minyak eucalyptus, minyak sitrus dan ekstraksi parfum dari tumbuhan.

4. Distilasi VakumMetoda ini digunakan jika senyawa yang didistilasi dapat terdekomposisi sebelum mencapai titik didihnya, maka digunakanlah keadaan vakum agar suhu yang dicapai tidak terlalau tinggi sehingga senyawa dapat menguaptanpa terdekomposisi menjadi senyawa lainnya.

Destilasi memiliki empat kelompok utama dalam hal penerapannya. Empat kelompok yang dikenal sebagai :skala laboratorium, destilasi industri, parfum atau destilasi obat, dan pengolahan makanan.

Destilasi Skala IndustriUmumnya proses distilasi dalam skala industri dilakukan dalam menara, oleh karena itu unit proses dari distilasi ini sering disebut sebagai menara distilasi (MD). Menara distilasi biasanya berukuran 2-5 meter dalam diameter dan tinggi berkisar antara 6-15 meter. Masukan dari menara distilasi biasanya berupa cair jenuh, yaitu cairan yang dengan berkurang tekanan sedikit saja sudah akan terbentuk uap dan memiliki dua arus keluaran, arus yang diatas adalah arus yang lebih volatil (mudah menguap) dan arus bawah yang terdiri dari komponen berat. Menara distilasi terbagi dalam 2 jenis kategori besar:1. Menara Distilasi tipe StagewiseTerdiri atas banyak piringan yang memungkinkan kesetimbangan terbagi-bagi dalam setiap piringannya2. Menara Distilasi tipe ContinousTerdiri atas pengemasan dan kesetimbangan cair-gasnya terjadi di sepanjang kolom menara.

Perbedaan Skala Lab dan Skala IndustriSkala LaboratoriumDilakukan dalam kumpulan (batch)Destilasi batch ditandai dengan masih disertakan dengan campuran makanan.Fraksi non-volatile yang dikeluarkan pada akhir proses.

Skala IndustriDestilasi dilakukan secara kontinyuDianggap memiliki kontrol yang lebih baik dari proses pemisahan dibandingkan dengan destilasi batch. Proses destilasi ini melibatkan menjaga bahan sumber, uap, dan distilat pada komposisi konstan.

Distilasi Minyak Atsiri dalam Home IndustryMinyak asiri/atsiri dikenal juga dengan nama minyak eteris (aetheric oil), minyak esensial (essential oil), minyak aromatik (aromatic oil) atau minyak terbang (volatile oil) yang dihasilkan oleh tanaman.Minyak tersebut mudah menguap pada suhu kamar tanpa mengalami dekomposisi, mempunyai rasa getir (pungent teste), berbau wangi sesuai dengan bau tanaman penghasilnya.Umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut air. Minyak atsiri dapat bersumber pada setiap bagian tanaman, yaitu, dari daun, bunga, buah, biji, batang/kulit dan akar (rhizome).

Minyak atsiri banyak digunakan sebagai bahan baku untuk industri parfum, bahan pewangi (fragrances), aroma (flavor), farmasi, kosmetika dan aromaterapi.Minyak atsiri disintesa dalam sel glanular pada jaringan tanaman dan ada juga yang terbentuk dalam pembuluh resin (resin duct), misalnya minyak terpentin dari pohon pinus.

Proses Penyulingan Minyak AtsiriProduksi minyak atsiri dari tumbuh-tumbuhan dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu: penyulingan (distillation), pressing (expression), ekstraksi menggunakan pelarut (solvent extraction), dan adsorbsi oleh lemak padat (enfleurasi). Di antara keempat cara tersebut yang banyak digunakan oleh industri minyak atsiri adalah cara penyulingan dan ekstraksi.

Penyulingan adalah metoda ekstraksi yang tertua dalam pengolahan minyak atsiri. Metoda ini cocok untuk minyak atsiri yang tidak mudah rusak oleh panas, misalnya minyak cengkeh, nilam, sereh wangi, pala, akar wangi dan jahe.Penyulingan minyak asiri / atsiri dilakukan dengan mendidihkan bahan baku tanaman di dalam ketel/wadah suling sehingga terdapat uap yang diperlukan untuk memisahkan minyak atsiri dari komponen bukan minyak atsiri atau dengan cara mengalirkan uap jenuh dari ketel/wadah pendidih air (boiler) ke dalam ketel/wadah penyulingan yang berisi bahan baku minyak atsiri.

Tekanan uap yang tinggi dapat menyebabkan dekomposisi pada minyak, oleh karena itu penyulingan lebih baik dimulai dengan tekanan rendah, kemudian meningkat secara bertahap sampai pada akhir proses.Selama proses penyulingan, uap air yang terkondensasi dan turun ke dasar ketel harus dibuang secara periodik melalui keran pembuangan air untuk mencegah pipa uap berpori terendam, karena hal ini dapat menghambat aliran uap dari boiler ke ketel suling.Pada proses pendinginan, suhu air pendingin yang masuk ke dalam tabung atau kolam pendingin yang ideal sekitar 25-30 0C, dan suhu air keluar maksimum 40 50 0C.Suhu air keluar tersebut dapat diatur dengan memperbesar / memperkecil debit air pendingin yang masuk ke dalam tabung / kolam pendingin.Pemisahan minyak dari tabung pemisah sebaiknya tidak diciduk (diambil dengan gayung), karena hal itu akan menyebabkan minyak yang telah terpisah dari air akan kembali terdispersi dalam air dan sulit memisah kembali, sehingga mengakibatkan kehilangan (loses).Minyak yang dihasilkan masih terlihat keruh karena mngandung sejumlah kecil air dan kotoran yang terdispersi dalam minyak. Air tersebut dipsahkan dengan menyaring minyak menggunakan kain teflon / sablon. Pemisahan air juga dapat dilakukan dengan menambahkan zat pengikat air berupa Natrium Sulfat anhidrat (Na2SO4) sebanyak 1% selanjutnya diaduk dan disaring.1. Distilasi Minyak Cengkeh Distilasi Minyak CengkehPenyulingan minyak cengkeh adalah suatu proses pengambilan minyak dari terna kering dengan bantuan air, dimana minyak dan air tidak tercampur. Campuran cairan yang disuling dapat berupa cairan yang tidak larut (immiscible) dan selanjutnya membentuk dua fasa, atau cairan yang saling melarutkan secara sempurna (miscible) yang hanya membentuk satu fasa. Pada prakteknya penyulingan campuran cairan dua fasa dilakukan untuk memisahkan minyak atsiri dengan cara penguapan dengan bantuan uap. Cara penyulingan minyak nilam umumnya ada tiga macam, yaitu : 1. Penyulingan cara direbus (Water Distillation) 2. Penyulingan cara dikukus (Water and Steam Distillation) 3. Penyulingan dengan uap langsung (Steam Distillation) Untuk mendapatkan rendemen dan mutu minyak yang baik disarankan untuk pengolahan minyak cengkeh dengan menggunakan cara penyulingan dikukus dan uap langsung.Cara penyulingan dikukus merupakan penyulingan dengan tekanan uap rendah, cara ini tidak menghasilkan uap dengan cepat sehingga perpanjangan waktu penyulingan cukup penting artinya baik ditinjau dari mutu maupun rendemen minyak. Alat penyulingan yang baik dibuat dari besi tahan karat (Stainless Steel) atau dari plat besi yang digalvanis (Carbon Steel). Setidaknya bahan ini terdapat pada bagian pipa pendingin dan pemisah minyak, agar diperoleh hasil minyak yang berwarna lebih muda dan jernih. Penyulingan Cara DirebusAlat yang digunakan antara lain tungku api, ketel untuk merebus air, kondensor (pendingin), dan penampung/pemisah minyak. Proses penyulingan :Daun cengkeh kering dimasukkan dalam ketel berisi air dan dipanasi. Dari ketel akan keluar uap, kemudian dialirkan lewat pipa yang terhubung dengan kondensor (pendingin). Uap berubah menjadi air. Campuran air dan minyak akan menetes di ujung pipa dan ditampung di wadah.Selanjutkan, dilakukan proses pemisahan sehingga diperoleh minyak nilam murni.Penyulingan Cara DikukusBagian utama dari alat penyuling secara dikukus yaitu tungku api, ketel penyuling, kondensor (pendingin), dan penampung/pemisah minyak. Proses penyulinganBahan diletakkan di atas rak-rak atau saringan berlubang.Ketel suling diisi air sampai permukaan air berada tidak jauh dari saringan.Ciri khas metode ini adalah uap selalu dalam keadaan basah, jenuh dan tidak terlalu panas dan bahan yang disuling hanya berhubungan dengan uap dan tidak dengan air panas. Penyulingan dengan Cara Uap Langsung (Steam Distillation)Bagian utama dari alat penyuling secara uap langsung yaitu tungku api, ketel uap, ketel penyuling, kondensor (pendingin), penampung/ pemisah minyak.Penyulingan dengan uap langsung prinsipnya hampir sama dengan penyulingan uap dan air, tetapi pada penyulingan uap langsung sumber panas terdapat pada ketel uap yang letaknya terpisah dari ketel suling, terna kering berada dalam ketel suling dan uap air dialirkan dari ketel uap pada bagian bawah suling dan menggunakan tekanan lebih tinggi.Proses penyulinganuap bertekanan tinggi dialirkan dari ketel perebus air ke ketel berisi daun cengkeh (ada dua ketel). Uap air yang keluar dialirkan lewat pipa menuju kondensor hingga mengalami proses kondensasi.Cairan (campuran air dan minyak) yang menetes ditampung, selanjutnya dipisahkan untuk mendapatkan minyak cengkeh murni.Mula-mula bahan yang akan didistilasi dimasukkan ke dalam kolom distilasi dan ditutup rapat. Selanjutnya air di dalam boiler dipanaskan sampai menguap. Uap yang keluar dari boiler kemudian dipanaskan kembali sampai suhu tertentu sehingga menjadi uap . Uap minyak dan air yang keluar dari kolom distilasi kemudian dipisahkan dengan corong pemisah.

2. Distilasi Minyak Nilam Distilasi Minyak Nilam Minyak nilam merupakan komoditi minyak atsiri yang memiliki prospek yang baik, terbukti dengan kemampuan Indonesia menjadi pemasok utama minyak nilam di pasaran dunia (sampai 90% kebutuhan dunia). Minyak nilam adalah jenis minyak atsiri yang diperoleh melalui proses penyulingan tanaman nilam. Menurut Ketaren (1985), minyak nilam diperoleh dari campuran daun, batang, dan cabang nilam

ALAT

Boiler

Digunakan sebagai pemanas. Uap disalurkan dari boiler ke dalam ketel melalui pipa. Jumlah aliran uap dapat diatur melalui besar kecilnya pembukaan katup.

2. Ketel Suling

Digunakan untuk penyulingan. Ketel penyulingan yang digunakan terbuat dari stainless steel. Pada badan ketel bagian atas terdapat pipa leher angsa yang diisolasi sebagai jalur uap distilat dari ketel ke dalam kondensor.

3. Kondensor

Digunakan untuk proses pendinginan. Pada kondensor terdapat dua sensor suhu yang dipasang untuk mengukur suhu air masuk dan keluar dari kondensor.

4. SeparatorSeparator yang digunakan terbuat dari bahan gelas. Pada bagian badan bawah dan atas separator terdapat dua saluran pengeluaran. Bagian bawah untuk mengeluarkan air, sedangkan bagian atas untuk mengeluarkan minyak. Pada bagian dalam tengah separator terdapat tabung yang berfungsi untuk mengarahkan minyak yang mengalir melalui corong gelas sehingga minyak terkumpul di bagian atas

PROSES

Distilasi minyak nilam menggunakan distilasi uap. Sistem penyulingan uap menjamin kesempurnaan produksi minyak nilam. Pada sistem ini bahan tidak kontak langsung dengan air maupun api. Prinsipnya, uap bertekanan tinggi dialirkan dari ketel perebus air ke ketel berisi daun nilam (ada dua ketel). Uap air yang keluar dialirkan lewat pipa menuju kondensor hingga mengalami proses kondensasi. Cairan (campuran air dan minyak) yang menetes ditampung, selanjutnya dipisahkan untuk mendapatkan minyak nilam murni. Dalam penyulingan daun nilam perlu diikutsertakan tangkainya.

Tangkai tersebut mempunyai kadar minyak rendah, namun diperlukan agar daun tidak terlalu padat (membentuk ronga-rongga untuk melewatkan uap panas) karena daun nilam cenderung menggumpal bila terkena uap air panas. Proporsi tangkai terhadap daun mempengaruhi rendemen minyak yang dihasilkan. Semakin tinggi proporsi tangkai maka rendemen minyak semakin berkurang. Rendemen yang tertinggi diperoleh dari campuran daun dan tangkai dengan perbandingan 1 : 1.

Distilasi Minyak Bumi dalam Home IndustrySalah satuproses industri yang menggunakan destilasi bertingkat yaitu padaPengolahan Minyak Bumi. Minyak bumi ditemukan bersama-sama dengan gas alam. Minyak bumi yang telah dipisahkan dari gas alam disebut juga minyak mentah (crude oil). Minyak mentah merupakan campuran yang kompleks dengan komponen utamaalkanadan sebagian kecil alkena, alkuna, siklo-alkana, aromatik, dan senyawa anorganik. Meskipun kompleks, untungnya terdapat cara mudah untuk memisahkan komponen-komponennya, yakni berdasarkan perbedaan nilai titik didihnya. Proses ini disebutdistilasi bertingkat.Untuk mendapatkan produk akhir sesuai dengan yang diinginkan, maka sebagian hasil dari distilasi bertingkat perlu diolah lebih lanjut melalui proses konversi, pemisahan pengotor dalam fraksi, dan pencampuran fraksi

Pada dasarnya Minyak mentah yang telah ditampung di dalam tanki bahan baku selanjutnya akan di pompa untuk dimasukkan kedalam CDU (Crude Destilation Unit) Sebelum dimasukkan ke dalam CDU, crude oil telah dihilangkan garamnya dengan menggunakan desalter serta melalui alat penukar panas yang disebut dengan HE (Heat Exchanger), crude oil menyerap panas pada HE yang menggunakan panas dari produk yang telah diolah sebelumnya, untuk mendapatkan panas sesuai yang diinginkan, maka crude oil akan dipanaskan lagi di dalam Furnice/tungku dengan suhu 350C, setelah itu di masukkan kedalam kolom CDU.

Pengolahan tahap pertama ini berlangsung melalui proses distilasi bertingkat, yaitu pemisahan minyak bumi ke dalam fraksi-fraksinya berdasarkan titik didih masing-masing fraksi.Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah, sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup-sungkup yang disebut menara gelembung. Makin ke atas, suhu dalam menara fraksionasi itu makin rendah. Hal itu menyebabkan komponen dengan titik didih lebih tinggi akan mengembun dan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi.

Proses distilasi bertingkat ini dapat dijelaskan sebagai berikut:Minyak mentah dipanaskan dalamboilermenggunakan uap air bertekanan tinggi sampai suhu ~600oC. Uap minyak mentah yang dihasilkan kemudian dialirkan ke bagian bawah menara/tanur distilasi.Dalam menara distilasi, uap minyak mentah bergerak ke atas melewati pelat-pelat (tray). Setiap pelat memiliki banyak lubang yang dilengkapi dengan tutup gelembung (bubble cap) yang memungkinkan uap lewat.Dalam pergerakannya, uap minyak mentah akan menjadi dingin. Sebagian uap akan mencapai ketinggian di mana uap tersebut akan terkondensasi membentuk zat cair. Zat cair yang diperoleh dalam suatu kisaran suhu tertentu ini disebutfraksi.Fraksi yang mengandung senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi akan terkondensasi di bagian bawah menara distilasi. Sedangkan fraksi senyawa-senyawa dengan titik didih rendah akan terkondensasi di bagian atas menara.Sebagian fraksi dari menara distilasi selanjutnya dialirkan ke bagian kilang minyak lainnya untuk proses konversi.

Selanjutnya fraksi yang telah dipisahkan tadi akan keluar sebagai produk dan dimanfaatkan panasnya pada HE untuk memanaskan Crude Oil yang akan masuk ke kolom CDU, setelah panasnya terserap maka akan didinginkan dengan Cooler dan dialirkan kedalam tangki. Untuk produk gas, akan dikondensasikan dengan menggunakan kondesor selanjutnya akan dimasukkan kedalam accumulator, hasil kondenasi akan berupa produk bensin dan yang tidak terkonensasi akan menjadi produk LPG ( Liquid Petroleum Gas ).

Fraksi-Fraksi Minyak Bumi1. ResiduSaat pertama kali minyak bumi masuk ke dalam menara distilasi, minyak bumi akan dipanaskan dalam suhu diatas 500oC. Residu tidak menguap dan digunakan sebagai bahan baku aspal, bahan pelapis antibocor, dan bahan bakar boiler (mesin pembangkit uap panas). Residu minyak bumi meliputi parafin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini memiliki rantai karbon sejumlah lebih dari 20. 2. OliOli dihasilkan dari hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 350-500oC. Itu dikarenakan oli tidak dapat menguap di antara suhu tersebut. Kemudian, bagian minyak bumi yang lainnya akan menguap dan menuju ke atas untuk diolah kembali.3. SolarSolar adalah bahan bakar mesin diesel. Solar adalah hasil dari pemanasan minyak bumi antara 250-340oC. Solar tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.

4. Kerosin dan Avtur Kerosin adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dan mudah terbakar Kerosin (minyak tanah) merupakan bahan bakar kompor minyak. Avtur adalah bahan bakar pesawat terbang bermesin jet. Kerosin dan avtur dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 170-250oC. Kerosin dan avtur tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.5. NaftaNafta adalah bahan baku industri petrokimia. Nafta dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 70-170oC. Nafta tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali..

6. Petroleum Eter dan BensinPetroleum eter adalah bahan pelarut dan untuk laundry. Bensin pada umumnya adalah bahan bakar kendaraan bermotor. Petroleum eter dan bensin dihasilkan dari pemanasan minyak bumi pada suhu antara 35-75oC. Petroleum eter dan bensin tidak dapat menguap pada suhu tersebut dan bagian minyak bumi lainnya akan terbawa ke atas untuk diolah kembali.7. GasHasil olahan minyak bumi yang terakhir adalah gas. Gas merupakan bahan baku LPG (Liquid Petroleum Gas) yaitu bahan bakar kompor gas. Supaya gas dapat disimpan dalam tempat yang lebih kecil, gas didinginkan pada suhu antara -160 sampai -40oC supaya dapat berwujud cair.

Daftar Pertanyaan Indah Muji : Apa kegunaan minyak nilam ? Duwanda Anwaristiawan : Apa manfaat minyak atsiri ? Dan bagaimana bahaya minyak atsiri jika tertelan ? Siti Handayani : Bagaimana proses konversi minyak bumi ?Aya Sofia : Apa kegunaan petroleum eter pada laundry ?Renata Putri : Apa kegunaan LNG ? Jawaban Pertanyaan Indah Muji : Kegunaan minyak nilam adalah sebagai pelarut atau bahan baku parfum, sabun dan kosmetik.DuwandaAnwaristiawan : Apabila minyak atsiri tertelan jika dalam dosis yang sedikit tidak berdampak buruk tetapi apabila dalam dosis yang banyak akan berdampak buruk. Manfaat sebagai bahan baku untuk industri parfum, bahan pewangi (fragrances), aroma (flavor), farmasi, kosmetika dan aromaterapi.

Siti Handayani : Proses konversi minyak bumi adalah proses untuk membuat fraksi sesuai permintaan pasar seperti proses cracking, polimerisasi, alkilasi, reforming, treating, dan blending. AyaSofia : Petroleum eter pada laundry digunakan untuk pelarut pada parfum laundry.Renata Putri : Kegunaan LNG adalah sebagai pembangkit listrik tenaga uap dan bahan bakar kendaraan .TERIMAKASIH