C-1

APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT

Kapasitas = 50000 ton/tahun

= 50000000 kg/tahun
= 136986.301 kg/hari
= 5707.76256 kg/jam

Hari Kerja = 180 hari/tahun

Basis = 1 jam
Massa cengkeh = 3.7182354 ton/tahun
= 3718.2354 kg/tahun
= 27886.7655 kg/hari
= 669282.372 kg/jam

Komposisi cengkeh menurut SNI 01-3392-1994

Komponen Fraksi massa Massa (kg/h)
minyak 0.2 133856.474
air 0.14 93699.532
ampas 0.66 441726.366
total 1 669282.372

Kandungan dalam minyak cengkeh

Komponen Fraksi massa Massa (kg/h)
Eugenol 0.86 115116.568
Eugenol acetat 0.081 10842.374
-caryofilen 0.0356 4765.290
impurities 0.0234 3132.242
total 1 133856.474

Kandungan dalam cengkeh (asumsi impurities sama dengan ampas)

Komponen Fraksi massa Massa (kg/h)
Eugenol 0.172 115116.568
Eugenol acetat 0.0162 10842.374
-caryofilen 0.00712 4765.290
air 0.14 93699.532
ampas 0.66468 444858.607
total 1 669282.372

1. Tangki Penyulingan
Fungsi : untuk mengambil minyak dari dalam cengkeh

2
minyak cengkeh
1
cengkeh Tangki
Penyulingan

ampas
3
 C-2
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT

Yield = 0.0468 kg minyak cengkeh (joko santoso, 2013)

kg cengkeh
sehingga,
jumlah eugenol dalam minyak = yield * kandungan eugenol dalam cengkeh * aliran 1
cengkeh (aliran 2) = 0.0468 * 0.172 * 669282.37
= 5387.4554 kg/h
dengan cara yang sama diperoleh :
jumlah eugenol asetat aliran 2 = 507.42312 kg/h
jumlah -caryoffilen asetat aliran 2 = 223.01559 kg/h
total minya aliran 2 = 6117.8941 kg/h

Diketahui :
Kandungan minyak cengkeh dalam destilat = 0.15 (15 % berat)
(ebookpangan,2006)

total aliran 2 = total minyak

kandungan minyak cengkeh dalam destilat
= 6117.8941
0.15
40785.9607 kg/h
jumlah air dalam aliran 2 = tota aliran 2 -total minyak aliran 2
= 40785.961 - 6117.894
= 34668.067 kg/h

masuk keluar
Komponen 1 2 3
massa (kg) massa (kg) massa (kg)
Eugenol 115116.57 5387.46 109729.11
Eugenol acetat 10842.37 507.42 10334.95
-caryofilen 4765.29 223.02 4542.27
air 93699.53 34668.07 59031.47
ampas 444858.61 0.00 444858.61
total 669282.37 40785.9607 628496.41

2. Tangki Saponifikasi
Fungsi : mereaksikan minyak cengkeh dengan NaOH 4%
Reaksi yang terjadi :
Eugenol + NaOH Na-eugenol + H2O
asumsi :
ratio minyak cengkeh dengan NaOH 4% = 1 : 5 (v/v) (sani dkk, 2005)
BM eugenol = 164.21 (Sukarsono dkk, 2003)
BM NaOH = 40
BM Na-eugenol = 186.21
BM H2O = 18
eugenol = 1.0652 kg/L
 C-3
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT

eugenol acetate = 1.0806 kg/L

-caryofilen = 0.973 kg/L (Sukarsono dkk, 2003)
NaOH (padat) = 2.1 kg/L

V minyak cengkeh = 5756.47321 L

V larutan NaOH 4% = 28782.366 L asumsi :
Vol air dalam larutan NaOH 4% = 27631.071 L m air = V air
Vol NaOH = 1151.2946 L
massa NaOH = 2417.7187 kg

eugenol mula-mula = massa eugenol = 5387.46 = 32.808327

BM eugenol 164.21
NaOH mula-mula = massa NaOH = 2417.719 = 60.442969
BM NaOH 40

eugenol + NaOH Na-eugenol + air

mula 32.80833 60.4429687
reaksi 32.80833 32.808327 32.808327 32.80833
sisa 0 27.6346416 32.808327 32.80833

NaOH sisa = 27.6346416 kmol

= 1105.38567 kg
Na-eugenol terbentuk = 32.808327 kmol
= 6109.23858 kg
air terbentuk = 32.808327 kmol
= 590.549887 kg

2 4
minyak cengkeh NaOH

Tangki
Saponifikasi

masuk keluar
Komponen 2 4 5
massa (kg) massa (kg) massa (kg)
Eugenol 5387.46 0 0
Eugenol acetat 507.42 0 507.42
-caryofilen 223.02 0 223.02
air 34668.07 27631.07 62889.69
Na-eugenol 0 0 6109.24
NaOH 0 2417.72 1105
total 40785.961 30048.7901 70834.751
 C-4
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT

3. Decanter 1
Fungsi : memisahkan antara eugenol dan minyak non-eugenol
asumsi : 100% terpisah
minyak non eugenol memiliki berat jenis lebih kecil dibanding eugenol (Sani dkk, 2005)

5 6
Decanter minyak non eugenol

Na-eugenol
7

masuk keluar
Komponen 5 6 7
massa (kg) massa (kg) massa (kg)
Eugenol acetat 507.42 507.42 0
-caryofilen 223.02 223.02 0
air 62889.69 62889.69 0
Na-eugenol 6109.24 0 6109.24
NaOH 1105 0 1105
total 70834.751 63620.13 7214.624

4. Tangki Netralisasi
Fungsi : untuk memisahkan ion Na dari Na-eugenol
asumsi semua Na bereaksi dengan SO4- dan menjadi garam

jumlah mol Na+ = mol Na dalam Na-eugenol + mol Na dalam NaOH

= 60.4429687 kmol
jumlah mol SO42- = jumlah mol Na+ : 2
= 30.2214843 kmol
mol H2SO4 = mol SO42-
= 30.2214843 kmol
massa H2SO4 = BM x mol
= 2961.70546 kg
reaksi 1 :
H2SO4 + 2 Na-eugenol 2 Eugenol + Na2SO4
m 30.22148 32.808327
r 16.40416 32.808327 32.808327 16.4041635
s 13.81732 0 32.808327 16.4041635

reaksi 2 :
H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O
m 13.81732 27.6346416
 C-5
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT

r 13.81732 27.6346416 13.817321 27.6346416

s 0 0 13.817321 27.6346416

massa Eugenol terbentuk = mol eugenol terbentuk x BM eugenol

= 5387.4554 kg
massa Na2SO4 terbentuk = (mol reaksi 1 + mol reaksi 2) x BM
(BM Na2SO4 = 142) = 4291.4508 kg

massa air terbentuk = mol air terbentuk x BM air

(BM air = 18) = 497.42355 kg

7 8
Na-eugenol H2SO4

Tangki
Netralisasi

masuk keluar
Komponen 7 8 9
massa (kg) massa (kg) massa (kg)
Na-eugenol 6109.24 0 0
NaOH 1105.39 0 0
eugenol 0 0 5387.46
air 0 0 497.42
Na2SO4 0 0 4291.45
H2SO4 0 2961.71 0
total 7214.62 2961.71 10176.33

5. Tangki Pencucian
Fungsi : untuk melarutkan garam yang terkandung dalam aliran menggunakan air
ratio air dan garam = 1 : 1 (sani dkk, 2005)

1
9 0
process water

Tangki
Netralisasi

11
 C-6
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
11
massa air = massa garam
massa air dalam campuran = 497.42 kg
massa garam 4291.45 kg
massa air yang perlu ditambahkan 3794.03 kg
masuk keluar
Komponen 9 10 11
massa (kg) massa (kg) massa (kg)
eugenol 5387.46 0 5387.46
air 497.42 3794.03 4291.45
Na2SO4 4291.45 0 4291.45
total 10176.33 3794 13970.36
6. Decanter 2
Fungsi : memisahkan eugenol dengan air dan garam
asumsi larutan garam terpisahkan 90%
eugenol

11 12
Decanter

eugenol
13

masuk keluar
Komponen 11 12 13
massa (kg) massa (kg) massa (kg)
eugenol 5387.46 538.75 4848.71
air 4291.45 3862.31 429.15
Na2SO4 4291.45 3862.31 429.15
total 13970.36 8263.36 5707.00
 C-7
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT

Kapasitas = 5707 kg/hari

Hari kerja = 180 hari
Basis = 1 jam
Basis T = 25 C

Komponen dalam minyak cengkeh :

Komponen Rumus molekul Fraksi
Eugenol C10H12O2 0.86
Eugenol acetat C12H14O3 0.081
-caryofilen C15H24 0.0356
impurities 0.0234

Perhitungan Cp dapat dilakukan dengan cara kopp's Law (Coulson,1983)

Kapasitas panas elemen

Nama unsur Cp (J/mol C) BM
C 11.7 12
H 18 1
O 25.1 16

Perhitungan dilakukan dengan cara berikut :

Eugenol (C10H12O2)
Unsur BM Cp
C 10 * 12 = 120 10 * 11,7 = 117
H 12 * 1 = 12 12 * 18 = 216
O 2 * 16 = 32 2 * 25,1 = 50.2
164 383.2 J/mol C

sehingga Cp eugenol = BM = 383,2 J/mol C = 2.336585 J/gr C

Cp 164 gr/mol
= 2.336585 Kj/kg C
dengan cara yang sama diperoleh Cp untuk komponen lainnya :
Cp Eugenol asetat = 1.47143 Kj/kg C
Cp caryofilen = 0.33553 Kj/kg C
 C-8
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT

Komponen Impurities Komponen Jumlah Fraksi

air 9.02 0.0902
abu 15.38 0.1538
Menurut persamaan Choi dan Okos (Toledo, protein 11.49 0.1149
1991), panas spesiik merupakan fungsi suhu, lemak 15.75 0.1575
sehingga panas spesifik dapat dihitung dengan karbohidrat 1.5 0.015
cara sebagai berikut : serat 48.86 0.4886

air = 4176,2 + (9,862 x 10^(-5) x T) - (3681,1 x 10^(-6) x T^2)

abu = 1092,6 + (1889,6 x 10^(-3) x T) - (3681,7 x 10^(-6) x T^2)
protein = 2008,2 + (1208,9 x 10^(-3) x T) - (1312,9 x 10^(-6) x T^2)
lemak = 1984,2 + (1473,3 x 10^(-3) x T) - (4800,8 x 10^(-6) x T^2)
karbohidrat = 1548,8 + (1962,5 x 10^(-3) x T) - (5939,9 x 10^(-6) x T^2)
serat kasar = 1845,9 + (1930,6 x 10^(-3) x T) - (4650,9 x 10^(-6) x T^2)

sehingga saat T = 30 C
Cp air dalam impurities= 4176,2 + (9,862 x 10^(-5) x T) - (3681,1 x 10^(-6) x T^2)
= 4176,2 + (9,862 x 10^(-5) x 30) - (3681,1 x 10^(-6) x 30^2)
= 4176 + 0,003681 - 3,31299
= 4172.69069 J/kg C
= 4.17269069 kJ/kg C

dengan cara yang sama, diperoleh perhitungan untuk kandungan lainnya :

Cp abu = 1.0926 kJ/kgC
Cp protein = 2.0082 kJ/kgC
Cp lemak = 1.9842 kJ/kgC
Cp karbohidrat = 1.5488 kJ/kgC
Cp serat kasar = 1.8459 kJ/kgC

sehingga Cp impurities :
Cp = (Cp air x fraksi) + (Cp abu x fraksi) + (Cp protein x fraksi) + (Cp lemak x fraksi) +
(Cp karbohidrat x fraksi) + (Cp serat kasar x fraksi)
= (4,17*0,092) + (1,026*0,153) + (2,0082*0,115) + (1,9841*0,158) + (1,5448*0,015)
(1,8459*0,469)
= 1.9739479 kJ/kgC

1. Tangki Penyulingan

T cengkeh masuk = 30C

T minya cengkeh keluar= 92C
<3>
Minyak cengkeh +
<1> Air
Batang Cengkeh T=92 C
T= 30 C

Tangki Penyulingan
Q loss
<4>
<2> Ampas
Steam
T=120 C T=70C
 C-9
APPENDIKS C SPESIFIKASI ALAT
<4>
<2> Ampas
Steam
T=120 C T=70C

T minyak cengkeh keluar = 92C

T ampas keluar = 70C
Asumsi Q loss = 5 % Q in

Aliran 1
Enthalpy saat T = 30C
eugenol = massa eugenol x Cp eugenol x (T - Tref)
= 115116,568017625 kg x 2,336585 kJ/kg C x (30-25) C
= 1344898.44 kJ
dengan cara yang sama diperoleh nilai H pada komponen lain
H Eugenol acetat = 79768.9424 kJ
H -caryofilen = 7994.48877 kJ
H impurities = 4390632.57 kJ

Aliran 3
perhitungan enthalpy sensible aliran
H = massa eugenol x Cp eugenol x (T - T ref)
= 115116,568 x 2.3365 x (92 - 25)
= 18020981 kJ
panas latent pada T = 92 C (steam table)
() = 2269,6 kJ/kg