## OPTIMALISASI TITIK DIDIH MINYAK GORENG PADA SUHU TINGGI DENGAN METODE PERANGKAP SUHU
Kurniawan Arizona 1)* , Nurhuda 2) , Gancang Saroja 2)
1) Program Studi Tadris Fisika FTK Universitas Islam Negeri Mataram, Jl. Gajah Mada No.100, Mataram, Indonesia
2) Program Studi Fisika Fakultas MIPA Universitas Brawijaya, Malang, Jawa Timur,
Indonesia
Info Artikel

## Abstrak
Sejarah Artikel: Diterima Juli 2019 Disetujui Desember  2019 Dipublikasikan Desember 2019 Konversi  biomassa  dengan  metode  pirolisis  membutuhkan suhu yang tinggi sekitar 200-500 o C tergantung dari jenisnya. Untuk  mencapai  suhu  tersebut  dibutuhkan  tekanan  eksternal yang  mengakibatkan  proses  konversi  tidak  efesien. Diusulkan  suatu  skema  baru  yaitu  reaktor  pemanas menggunakan  metode  perangkap  suhu  tanpa  memberikan tekanan  eksternal.  Pengujian  telah  dilakukan  dengan  cara memanaskan  4liter  minyak  goreng  pada  kecepatan  putaran pengaduk  yang  bervariasi  yaitu  5  rpm,  10  rpm,  20  rpm  dan 30  rpm.  Hasil  yang  diperoleh,  makin  cepat  putaran pengaduk,  mengakibatkan  kenaikan  suhu  makin  lambat. Suhu  maksimum  yang  dicapai  pada  reaktor  bawah  yaitu 300 o C  dengan  kecepatan  putaran  pengaduk  5  rpm. Diharapkan  dengan  pencapaian  suhu  ini,  reaksi  konversi biomassa  dengan metode  pirolisis  untuk  penelitian selanjutnya dapat tercapai.
Kata Kunci: Titik didih, perangkap suhu, minyak goreng
* Corresponding Author: kurniawaan@gmail.com
Alamat korespodensi:
Gedung Pasca Sarjana Lantai 3 Kampus 2 UIN Mataram, Jl. Gajah Mada 100 Jempong Mataram, Indonesia Email: jurnalkonstan@uinmataram.ac.id

## KONSTAN JURNAL FISIKA DAN PENDIDIKAN FISIKA
Volume 4, Nomor 2, Desember 2019 E-ISSN : 2460-9129 dan P-ISSN : 2460-9110 http://jurnalkonstan.ac.id/index.php/jurnal

## PENDAHULUAN
Saat ini, cadangan minyak dunia makin menipis serta kualitas udara makin buruk  karena  polusi  sisa-sisa  pembakaran.  Hal  tersebut  mendorong  kita  untuk mencari sumber energi  alternatif yang dapat  diperbaharui serta ramah lingkungan. Alternatif  yang  masih  menjanjikan  untuk  memecahkan  permasalahan  ini  adalah konversi  biomassa.  Sumber  biomassa  mudah  didapatkan  dan  dapat  diperbaharui. Menurut  data,  potensi  energi  biomassa  di  Indonesia  cukup  besar,  mencapai 434.008  Gwh  [1].  Limbah  biomassa  juga  tersedia  sangat  banyak  di  sekitar  kita. Beberapa  diantaranya  berupa  limbah  kayu,  sekam  padi,  jerami,  ampas  tebu, cangkang, sawit, dan sampah organik.
Biomassa  dapat  dikonversi  menjadi  berbagai  bentuk  sumber  energi. Metode yang populer untuk mengkonversi biomassa saat ini adalah pirolisis untuk menghasilkan bio-oil ,  esterifikasi  untuk  menghasilkan  biodiesel,  fermentasi  untuk menghasilkan bioethanol , anaerobic  digester untuk  menghasilkan biogas , gasifikasi untuk menghasilkan energi panas dan pembakaran langsung.
Biomassa dapat diubah menjadi energi alternatif dengan tiga proses utama yaitu pembakaran langsung, konversi secara termokimia dan proses biologi. Proses konversi  termokimia  dapat  dibagi  menjadi  tiga,  yaitu  gasifikasi,  pirolisis,  dan pencairan secara termokimia [2]. Gambar 1 menunjukkan skema dari metode yang digunakan dalam mengkonversi biomassa menjadi bahan bakar:
Gambar 1. Skema Konversi Biomassa [7]
Dari  beberapa  metode  konversi  biomassa  tersebut,  metode  yang  cukup menjanjikan  adalah  metode  pirolisis.    Para  peneliti  di University  of  Georgia telah melakukan  penelitian  untuk  mendapatkan bio-oil dari  kayu  terdiri  dari  dua  tahap . Tahap  pertama,  memanaskan  pelet  dan  serpihan  kayu  dengan  proses  pirolisis. Proses  ini  menggunakan  tekanan  tinggi  dan  tidak  memerlukan  oksigen.  Tahap kedua,  mengkondensasi  gas  yang  dihasilkan  dari  proses  sebelumnya  menjadi bio-
Konversi biokimia Anaerobic digestion BIOFUEL Gasifikasi Teknologi Konversi Biomassa Konversi termokimia Pembakaran Langsung Pencairan Termokimia Pirolisis Sintesis Alkohol
oil .  Kurang  lebih  34%  dari bio-oil dapat  diperoleh  dari  kayu.  Sementara,  arang yang  dihasilkan  pada  proses  pirolisis  tersebut  dipergunakan  sebagai  pupuk  [3]. Pirolisis  dapat  didefinisikan  sebagai  degradasi  termal  yang  dalam  proses pemanasan  tersebut  tidak  membutuhkan supply oksigen  dari  luar  [4].  Penggunaan teknologi  pirolisis  untuk  menghasilkan  sumber  energi  hidrokarbon  alternatif  telah dikembangkan. Dari hasil pirolisis ini kemudian dapat  dilakukan konversi produk, salah satunya untuk kepentingan sintesis bahan pengganti minyak bumi atau bahan obat-obatan.  Secara  bertahap,  pirolisis  kayu  akan  mengalami  penguraian:  (i) hemisellulosa  terdegradasi  pada  200-260 o C,  (ii)  selulosa  pada  240 o C-350 o C,  dan lignin pada 280 o C sampai 500 o C. Degradasi termal dapat dilakukan dengan adanya pelarut dalam jumlah rendah sehingga reaksi berjalan lebih cepat [5].
Pirolisis  cepat  ( fast  pyrolysis )  merupakan  salah  satu  proses  yang  relatif baru  dalam  menghasilkan  energi  terbarukan.  Dibandingkan  dengan  pembakaran dan  gasifikasi  yang  telah  dipraktekkan  secara  luas  dan  komersial,  pirolisis biomassa  masih  berada  dalam  tahap  pengembangan  awal.  Penelitian  seputar konversi  biomassa  menjadi  produk  cair  berkualitas  bahan  bakar  telah  dilakukan oleh  Poerwanto  dengan  hasil  yang  cukup  memuaskan  secara  ekonomi  [6].  Proses konversi  biomassa  menjadi biofuel dengan  metode  pirolisis  membutuhkan  suhu yang tinggi, berkisar antara 200 o C  sampai 500 o C tergantung dari jenis bahannya [5].  Kisaran  suhu  tersebut  dapat  diperoleh  dengan  memberikan  tekanan  eksternal, yang  tentunya  membutuhkan  teknis  lebih  rumit  dan  dapat  mengakibatkan  proses konversi tidak efesien. Berdasarkan hal tersebut, dirancanglah sebuah alat pemanas yang  diharapkan  dapat  menghasilkan  suhu  tinggi  tanpa  penambahan  tekanan eksternal,  yaitu  dengan  metode  perangkap  suhu  [7].  Alat  pemanas  tersebut  perlu diuji  secara  eksperimen  terkait  dengan  suhu  maksimum  yang  dicapai  dari  suatu larutan.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini termasuk penelitian eksplorasi dengan pendekatan eksperimen untuk melihat  pengaruh  pemanasan solven (larutan)  minyak  goreng  terhadap  titik didihnya.  Alat  yang  digunakan  terdiri  atas  reaktor  pemanas  dengan  metode perangkap suhu yang telah dibuat, ditunjukkan seperti pada Gambar 1. Komponen- komponen  penyusun  reaktor  sebagai  berikut:  1)  saluran  masuk  larutan  disertai dengan  kran  pengatur,  2)  tabung  reaktor  dan  bagian  atas  tabung  reaktor  (2a),  3) sumbu  pengaduk,  4)  flap  pengaduk  bagian  bawah,  5)  flap  pengaduk  pembuat turbulen, 6) motor listrik untuk penggerak pengaduk, 7) sambungan antara tabung reaktor  bawah  dan  bagian    atas  yang  berbentuk  kerucut,  8)  Pengukur  tekanan,  9) saluran  pipa  keluar  hasil  pemanasan,  10)  selimut  berbentuk  kerucut  berisi  air pendingin  untuk    reservoir  pendingin,  11)  bak  penampung  air  pendingin,  12) saluran keluar  air pendingin, 13) saluran masuk air pendingin, 13) pompa air DC, dan 15) kompor gas LPG.
Bagian  paling  penting  dari  reaktor  adalah  tabung  tempat melangsungkan  reaksi  pemanasan,  tabung  ini  diharapkan  dapat  terjadi  proses depolimerisasi biomassa. Gambar 2 menunjukkan potongan tabung bawah (tabung reaktor  B),  potongan  tabung  atas  (tabung  reaktor  A)  dan  penggabungan  keduanya
(Gambar 3). Untuk menghindari kebocoran, pada sambungan antara tabung A dan B  dipasang pack yang  terbuat  dari  bahan  tahan  panas.  Sambungan  tersebut diperkuat  dengan  lem  silikon  dan  bantuan  sekrup.  Dengan  cara  ini,  reaktor  dapat dibongkar  pasang  tanpa  kesulitan.  Konfigurasi  demikian  juga  memungkinkan memvariasi sistem pengadukan agar diperoleh kondisi optimum.
Gambar 2. Konstruksi Reaktor Pemanas dengan Metode Perangkap Suhu [5]
Tabung  B  merupakan  tempat  melangsungkan  reaksi  pemanasan.  Tabung  ini mendapatkan  sumber  panas  dari  kompor  gas  LPG  yang  ditempatkan  di  bawah tabung.  Karenanya,  dasar  tabung  harus  dibuat  dari  bahan  yang  relatif  tebal.  Pada dasar tabung tersebut terdapat rumah dudukan ( housing ) dari sistem pengaduk.
Gambar 3. Potongan Tabung Bawah (B) dan Potongan Tabung Atas (A)
Tabung  A  merupakan  reservoir  pendingin  yang  akan  menahan  terjadinya pemanasan  sehingga  menghambat  munculnya byproduct  gas .  Untuk  tujuan tersebut,  ruangan  dalam  tabung  A  dibuat  menjadi  dua  bagian.  Ruangan  dalam berbentuk  kerucut  adalah  tempat  larutan,  sedangkan  sisi  luarnya  adalah  kolom berisi air yang menyelimuti bagian dalam. Air dalam kolom tersebut disirkulasikan dengan menggunakan pompa air. Dengan cara demikian, suhu ruangan dalam turun sampai batas mendekati titik didih air 100 o C.
Gambar 4. Tabung (C) Menggambarkan Tabung A dan B yang Sudah Digabungkan dalam Satu Kesatuan
Untuk menghindari kontak yang terlalu lama antara biomass slurry (untuk penelitian selanjutnya) dengan dasar tabung yang suhunya sangat tinggi, diperlukan

## C
sistem  pengaduk. Flap pengaduk  (4)  diusahakan  menempel  dengan  dasar  bejana, sehingga  setiap  endapan  kerak  karbon  yang  terjadi  dapat  segera  dikikis  oleh putaran flap pengaduk.  Dengan  cara  demikian,  pemanasan  berlangsung  dengan waktu kontak yang dapat dikendalikan dan terjadinya kerak karbon dapat dicegah.
Larutan  yang  sudah  mengalami  pemanasan  dan  mempunyai  massa  jenis lebih  ringan  sehingga  bergerak  ke  bagian  atas  tabung.  Agar  minyak  goreng hasil pemanasan  tersebut  lebih  cepat  didinginkan,  kontak  dengan  permukaan  dingin harus  dibuat  seintensif  mungkin.  Karenanya,  aliran  minyak  goreng  (biomassa untuk  penelitian  selanjutnya)  yang  bergerak  ke  atas  perlu  dibuat  turbulen.  Untuk itu,  diperlukan  sebuah  flap  pengaduk  tambahan  (5)  yang  satu  sumbu  dengan  flap pengaduk bagian bawah (4).
Pengukuran  suhu  reaksi  dilakukan  dengan  menempatkan  dua  sensor  suhu pada  dinding  tegak  bagian  dalam  reaktor.  Untuk  itu,  digunakan  2  termokopel  (a dan  b),  yang  satu  pada  posisi  tepat  diatas  dasar  bejana  sedangkan  satunya  pada posisi di reservoir pendingin [7].
Alat berikutnya adalah Display  pencatat suhu dan kecepatan putaran. Alat ini berfungsi untuk mengetahui nilai suhu dan kecepatan putaran yang bekerja pada reaktor pemanas.
Gambar 5. Display  Pencatat Suhu dan Kecepatan Putaran
Bagian-bagian dari panel seperti yang terlihat pada Gambar 5 adalah: 1) display suhu, berfungsi untuk menampilkan suhu yang terukur pada reaktor bagian bawah  dan  atas,  2) On/off termokopel,  berfungsi  sebagai  saklar  penghubung termokopel  ke  display.  Di  dalam  melakukan  pengambilan  data  temperatur  yang terukur  pada  reaktor,  dilakukan  secara  bergantian.  Ketika  ingin  mengetahui  suhu pada reaktor bawah, tombol pada termokopel bagian atas harus dalam keadaan off dan  begitu  sebaliknya,  3)  power  display  berfungsi  sebagai  saklar  (menghidupkan dan  mematikan)  seluruh  sistem  yang  ada  pada  panel,  4)  pengatur  arah  putaran, berfungsi untuk mengendalikan  arah putaran  dari pengaduk  (bisa berlawanan atau searah  jarum  jam),  5)  pengatur  kecepatan  putaran  (dalam  satuan  rpm),  dan  6) display  pencatat  putaran,  memberikan  informasi  nilai  kecepatan  putaran  dari pengaduk.  Alat- alat pendukung yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya:
1) stopwatch sebagai  pencatat  waktu,  2) Power  suplay DC  sebagai  sumber tegangan  pompa  air,  3)  multimeter  diguanakan  untuk  mengukur  tegangan output dari power  suplay, yang mana pompa air membutuhkan sumber  tegangan sebesar 24 volt, 4) termometer digital, sebagai alat kalibrasi termometer yang  tersedia pada alat,  dan  5)  komputer  yang  di  dalamnya  ada  aplikasi    Microsoft  Office  Excel sebagai sarana pengolahan data. Bahan  yang  digunakan  yaitu  minyak  goreng sebagai  larutan  yang  diuji  titik  didihnya  dan  air  sebagai  pendingin  pada  reaktor bagian atas.
Penelitian  ini  dilakukan  melalui  beberapa  tahapan,  yaitu: 1)  s tudi literatur  terkait dengan materi biomassa, proses pirolisis, temperatur,  perpindahan panas,  minyak  goreng  dan  termokopel ,  2) memahami  prinsip  kerja  dari  reaktor pemanas  dengan  metode  perangkap  suhu ,  3) memperbaiki  dan  melengkapi kekurangan yang ada pada alat konversi tersebut , 4) pengujian keseluruhan alat , 5) pengesetan  alat ,  6) pengambilan  data ,  7) analisa  data ,  dan  8) penulisan  skripsi. Skema dari tahapan penelitian disajikan seperti Gambar 6.
Gambar 6. Skema Tahapan Penelitian
Waktu rpm Penulisan Laporan Analisa Data Selesai Mulai Memahami Prinsip Kerja Alat Penyiapan Alat dan Bahan Pengesetan Alat Studi literatur Pengambilan Data Suhu
Adapun proses pengambilan data dapat dilihat pada skema di bawah ini.
Gambar 7. Skema Pengambilan Data
Berdasarkan  Gambar  7  di  atas,  pertama-tama  yang  dilakukan  adalah mengeset  alat  dan  menyiapkan  bahan-bahan  yang  dibutuhkan.  Selanjutnya memasukkan minyak goreng yang akan diuji titik didihnya dan menyalakan pompa dc  supaya  air  yang  sudah  tersedia  pada  bak  penampung,  dapat  masuk  ke  reaktor bagian atas yang berfungsi sebagai pendingin. Display pencatat suhu dan kecepatan putaran dihidupkan. Nilai  suhu  awal bagian  bawah dan bagian atas dicatat. Motor yang  berfungsi  memutar  pengaduk  pada  reaktor  dihidupkan  dan  diatur  kecepatan putarannya  (yang  pada  penelitian  ini,  ada  empat  variasi  putaran  yaitu  5  rpm,  10 rpm, 20 rpm dan 30 rpm. Kompor gas LPG yang berfungsi sebagai  sumber panas
Pengambilan Data Selesai Menyalakan kompor LPG dan pengaturan besar nyala api serta stop watch dijalankan
Mengatur kecepatan putaran yang dalam penlitian ini dipilih 5, 10, 20  dan 30 rpm
Mulai Memasukkan minyak ke dalam reaktor Mengalirkan air ke reaktor bagian atas  dengan pompa air dc Pengesetan alat

## Penyiapan alat dan bahan
dinyalakan, yang pada saat bersamaan perhitungan waktu dengan stopwatch mulai dijalankan.  Kenaikan  suhu  setiap  menit  dicatat  sampai  terlihat  pada  display, kenaikan suhu mulai konstan.
Dari  data  yang  telah  diperoleh,  kemudian  diolah  dengan  menggunakan aplikasi  microsoft  excel  2010  versi  beta.    Data-data  tersebut  diketik  ulang  berupa tabel  dan  diplotkan  dalam  bentuk  grafik,  kemudian  dicari  hubungan  antara  waktu (setiap  menit)  dengan  kenaikan  suhu  ( o C).  Berdasarkan  dari  grafik  yang  dibuat, akan diketahui seberapa besar pengaruh kecepatan putaran terhadap kenaikan suhu dan suhu maksimum yang dicapai minyak goreng.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam  penelitian  ini,  percobaan  yang  dilakukan  adalah  menentukan bekerja  atau  tidaknya  metode  perangkap  temperatur pada  reaktor  pemanas.  Salah satu indikasi keberhasilan   alat ini  adalah  diperolehnya titik didih minyak goreng di atas titik didih normal pada tekanan satu atmosfer  (1 atm).

## A. Hasil  Kalibrasi  Alat  Pengukur  Suhu  pada  Reaktor  Pemanas  dengan termometer digital
Sebelum melakukan pengambilan data, sensor pengukur suhu (termokopel) pada  reaktor  pemanas  dikalibrasi  menggunakan  termometer  digital.  Kalibrasi dilakukan dengan memasukkan termokopel yang  terdapat pada termometer digital dan  termokopel  pada  reaktor  pemanas  ke  dalam  panci  kompor  listrik  yang  telah diisi minyak goreng seperti Gambar 8 di bawah ini:
Gambar 8. Kalibrasi Alat Pengukur Suhu (panel yang besar merupakan display suhu pada reaktor, sedangkan yang kecil merupakan
termometer digital)
Dari  proses  kalibrasi,  diperoleh  data  dan  diplot  dalam  bentuk  grafik seperti pada Gambar 9 sebagai berikut:
Gambar 9. Grafik Hasil Kalibarasi antara Termokopel Digital Dengan Termokopel pada

## Alat
Berdasarkan  grafik  di  atas,  perbandingan  suhu  yang  terdeteksi  oleh termokopel  pada  reaktor  pemanas,  dengan  termokopel  pada  termometer  digital terdapat  perbedaan.  Mulai  awal  sampai  pertengahan  kalibrasi,  perbedaan  antara suhu  yang  tercatat  pada  kedua  termometer  cukup  signifikan.  Sedangkan  diakhir kalibrasi,  kedua  termometer  hampir  menunjukkan  nilai  yang  sama.  Walaupun demikian,  dari  segi  kelinearan  dan  rentang  daerah  kerja  (-200  sampai  +1350 o C) termokopel pada alat masih bisa digunakan.

## B. Pemanasan Minyak Goreng Pada Reaktor Pemanas Perangkap Suhu
Larutan  yang  diuji  pada  penelitian  ini  adalah  minyak  goreng  yang  hanya memiliki titik didih normal sekitar 180 o C.  Berikut ini ditunjukkan hasil pemanasan larutan  minyak  goreng  pada  reaktor  perangkap  suhu  dengan  kecepatan  putaran pengaduk 5 rpm, 10 rpm, 20 rpm, dan 30 rpm.
1. Pemanasan minyak goreng dengan putaran 5 rpm
Percobaan  diawali  dengan  memasukkan  4  liter  minyak  goreng  ke  dalam reaktor  pemanas.  Kompor  yang  menggunakan  gas  LPG  dinyalakan  dan  mesin pengaduk mulai dijalankan dengan kecepatan putaran 5 rpm. Kenaikan temperatur di  bagian  atas  dan  bawah  dicatat  tiap  menit,  sampai  menit  ke-92 . Dari  data  yang diperoleh diolah menjadi grafik hubungan antara waktu (menit) dengan temperatur ( o C) yang dicapai seperti pada Gambar 10 di bawah ini:
Gambar 10. Grafik Hasil Percobaan Pemanasan Minyak Goreng pada Reaktor dengan Kecepatan Putaran 5 rpm
Berdasarkan grafik di atas, terlihat bahwa mulai dari menit pertama sampai menit ke-26 reaktor pemanas bagian bawah meningkat sangat cepat, namun setelah menit  ke-27  sampai  menit  ke-92  kenaikan  suhu  melambat  sampai  akhirnya  nilai suhu maksimum yang tercatat 300 o C. Sementara pada waktu yang bersamaan, pada reaktor  bagian  atas,  suhu  pada  menit  pertama  sampai  menit  terkahir  meningkat secara perlahan dan suhu maksimum yang tercapai adalah 100 o C.
2. Pemanasan Minyak Goreng dengan Putaran 10 rpm
Sama  halnya  dengan  percobaan  putaran  5  rpm.  Setelah  mengubah kecepatan  putaran  menjadi  10  rpm  kenaikan  temperatur  di  bagian  atas  dan  bawah dicatat tiap menit, sampai menit  ke-99 . Berdasarkan data diperoleh grafik hasil uji coba dinyatakan seperti pada Gambar 11.
Gambar 11. Grafik Hasil Percobaan Pemanasan Minyak Goreng pada Reaktor dengan Kecepatan Putaran 10 rpm
Pada  grafik  di  atas,  temperatur  awal  minyak  goreng  bernilai  sama  pada reaktor  bagian  atas  dan  bawah  yaitu  25 o C.  Pada  menit  berikutnya  temperatur  di reaktor bagian bawah meningkat dengan tajam, hingga mencapai 245 o C, sedangkan temperatur  di  reaktor  bagian  atas  meningakat  secara  perlahan  dan  hanya  tercatat 47 o C.  Namun  setelah  menit  ke-26  sampai  menit  ke-99  temperatur  reaktor  bagian bawah naik secara perlahan sampai suhu maksimum 273 o C dan suhu pada reaktor atas mencapai 101 o C.
3. Pemanasan minyak goreng dengan putaran 20 rpm
Seperti  langkah  percobaan  sebelumnya,  volume  minyak  goreng  yang dimasukkan ke tabung reaktor sebanyak 4 liter. Kecepatan putaran pengaduk diatur menjadi  20  rpm  dan  api  pada  kompor  gas  LPG  dinyalakan.  Dari  data  yang didapatkan,  terlihat  kenaikan  temperatur  setiap  menitnya  seperti  pada  Gambar  10 di  bawah  ini.  Dari  grafik  tersebut,  temperatur  pada  reaktor  atas  mulai  dari  menit pertama  sampai  menit  ke-82  meningkat  secara  perlahan  mulai  dari  24 o C  sampai 97 o C.  Adapun  pada  temperatur  reaktor  bagian  bawah  mulai  dari  menit  pertama sampai  menit  ke-24,  kenaikan  temperatur  yang  terlihat  pada  grafik  cukup  tajam. Sedangkan  dari  menit  ke  25  sampai  menit  ke  82  kenaikan  suhu  mulai  melambat. Suhu  maksimum  reaktor  bagian  bawah  yang  dicapai  adalah  248 o C  seperti  yang ditunjukkan pada gambar 12.
Gambar 12. Grafik Kenaikan Temperatur Larutan Minyak Goreng pada Reaktor dengan Kecepatan Putaran 20 Rpm
4. Pemanasan Minyak Goreng dengan Putaran 30 rpm
Pada  pemanasan  minyak  goreng  dengan  putaran  30  rpm  diperoleh  data hasil penelitian. Setelah diolah menjadi grafik hubungan antara waktu (menit) dan temperatur ( o C) akan tampak sebagai berikut:
Gambar 13. Grafik Kenaikan Temperatur Larutan Minyak Goreng pada Reaktor Dengan Kecepatan Putaran 30 rpm
Berdasarkan Gambar 13 di atas, mulai dari menit pertama temperatur pada reaktor bagian bawah terus meningkat sampai menit ke-22. Namun mulai menit ke- 23,  temperatur  meningkat  secara  perlahan  dan  tidak  beraturan  sampai  suhu maksimum  yang  tercatat  adalah  214 o C.  Sementara  pada  reaktor  atas,  temperatur meningkat secara perlahan mulai dari 24 o C sampai 102 o C.

## C. Perbandingan  kenaikan  suhu  pada  minyak  goreng  dengan  putaran  yang berbeda
Dari  data  yang  diperoleh,  kecepatan  putaran  pengaduk  berpengaruh terhadap  kenaikan  suhu  minyak  goreng  pada  reaktor  bawah.  Agar  lebih  jelas terlihat perbedaannya, dapat dilihat pada grafik di bawah ini:
Gambar 14. Grafik Kenaikan Suhu pada Reaktor Bawah pada Kecepatan Putaran Pengaduk yang Berbeda
Mengacu  dari  Gambar  14,  terlihat  bahwa  dari  kecepatan  putaran  pengaduk  yang berbeda  (5  rpm,  10  rpm,  20  rpm  dan  30  rpm)  memiliki  tipe  kenaikan  temperatur reaktor bawah yang hampir sama. Hal ini terlihat, mulai dari menit pertama sampai menit ke-26 terjadi kenaikan temperatur yang sangat cepat. Namun menit berikutya kenaikan  temperatur  reaktor  bawah  mulai  melambat  sampai  suhu  tertentu,  hal  ini disebabkan oleh terjadi titik jenuh kenaikan temperatur minyak goreng.
Berdasarkan  Gambar  14  temperatur tertinggi  yang  dicapai  adalah  300 o C pada  saat  kecepatan  putaran  5  rpm.  Sementara  dengan  kecepatan  30  rpm  suhu maksimum  yang  dicapai  adalah  214 o C.    Makin  cepat  putaran  pengaduk mengakibatkan makin lambat kenaikan suhu reaktor bawah.  Agar lebih jelas dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Perbandingan Suhu Maksimum Reaktor Atas dan Bawah Terhadap Kecepatan Putaran Pengaduk
NO v rpm T maks Reaktor Bawah T maks Reaktor Atas 1 5 rpm 300 o C 100 o C 2 10 rpm 273 o C 101 o C 3 20 rpm 247 o C 97 o C 4 30 rpm 214 o C 101 o C
Tabel 1 menunjukkan perbandingan suhu maksimum pada reaktor atas dan bawah terhadap kecepatan putaran pengaduk. Makin cepat putaran pengaduk, suhu maksimum yang dicapai pada reaktor bawah makin tinggi. Sedangkan pada reaktor bagian atas, suhu maksimum yang dicapai mendekati titik didih air.

## D. Perkiraan  Titik  Didih  Minyak  Goreng  pada  Kecepataran  Putaran  Pengaduk yang Bervariasi
Berdasarkan  Gambar  15,  diprediksi  titik  didih  minyak  goreng  tercapai ketika grafik mulai mengalami saturasi (titik  jenuh).  Apabila grafik pada Gambar 12 dipotong saat berada pada titik jenuh, akan terlihat pada grafik berikut:
Gambar 15. Grafik Kenaiakan Suhu Minyak Goreng pada Reaktor Bawah sampai Mengalami Saturasi
Dari Gambar 13 titik didih minyak goreng pada setiap kecepatan putaran pengaduk dapat dilihat pada Tabel 2 sebagai berikut.
Tabel 2. Titik Didih Minyak Goreng pada Kecepatan Putaran Pengaduk yang Bervariasi
NO Menit ke v rpm Titik Didih 1 26 5 rpm 247 o C 2 10 rpm 245 o C 3 20 rpm 227 o C 4 30 rpm 196 o C
Berdasarkan  data  pada  tabel  di  atas,  titik  didih  minyak  goreng  tergantung dari  kecepatan  putaran  pengaduk.  Makin  cepat  putaran  pengaduk  mengakibatkan titik didih minyak goreng makin rendah. Titik didih minyak goreng tertinggi yang dicapai pada penelitian ini adalah 247 o C ketika kecepatan putaran pengaduk 5 rpm. Sedangkan titik didih yang terendah adalah 196 o C saat kecepatan putaran pengaduk 30 rpm.

## E. Pembahasan
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kenaikan temperatur dari minyak goreng  yaitu  intensitas  nyala  api,  massa  minyak  goreng  dan  sifat  konduktivitas logam penyusun reaktor. Pada setiap percobaan untuk kecepatan putaran pengaduk yang divariasi (5 rpm, 10 rpm, 20 rpm, dan 30 rpm) dengan nyala api dan volume minyak  goreng  yang  konstan  pada  tabung  reaktor  yang  sama.  Dalam  hal  ini pembahasan dititikberatkan pada pengaruh putaran  terhadap kenaiakan temperatur dan pencapaian suhu maksimum dari minyak goreng.
Proses  perpindahan  panas  yang  terjadi  pada  percobaan  ini  meliputi peristiwa  konduksi,  konveksi  dan  radiasi.  Ketika  api  pada  tungku  dinyalakan, terjadi  pancaran  kalor  (radiasi)  dan  aliran  kalor  (konveksi)  menuju  tabung  reaktor sehingga mengakibatkan tabung reaktor bagian bawah akan menjadi panas. Setelah kompor  dinyalakan,  aliran  panas  dan  pancaran  panas  terjadi  secara  langsung  dari suatu  benda  yang  temperaturnya  lebih  tinggi  ke  benda  lain  yang  memiliki temperatur lebih rendah. Reaktor bawah yang berbentuk tabung terbuat dari bahan stainless merupakan koduktor panas  yang baik, sehingga panas yang diterima dari kompor  gas  LPG  secara  konveksi  dan  radiasi  akan  segera  ditransfer  ke  minyak goreng  yang  ada  di  dalamnya.  Hal  ini  akan  mengakibatka  temperatur  minyak goreng akan menjadi lebih tinggi.
1. Pencapaian suhu maksimum minyak  goreng
Ketika  mendekati  titik  didihnya,  minyak  goreng  yang  dipanaskan  pada reaktor  bawah  akan  naik  ke  tabung  bagian  atas  seperti  yang  ditunjukkan  pada gambar  16.  Hal  ini  terjadi,  karena  larutan  minyak  goreng  yang  hampir  mencapai titik  didihnya,  memiliki  massa  jenis  yang  lebih  ringan,  sehingga  terjadi  aliran konveksi secara alami menuju tabung bagian atas. Selain itu, aliran konveksi  juga dipengaruhi oleh putaran pengaduk.
Temperatur  tinggi  hanya  terperangkap  pada  ruangan  sempit  di  reaktor bawah,  dimana  lempeng  bawah  reaktor  beserta  selimutnya  merupakan  satu kesatuan.  Ketika  fluida  (minyak  goreng)  meninggalkan  wilayah  bertemperatur tinggi,  dengan  segera  minyak  goreng  tersebut  bersentuhan  dengan  permukaan tabung reaktor atas yang memiliki temperatur lebih rendah yang berfungsi sebagai pendingin.  Di antara tabung bagian bawah dan bagian atas tedapat pengaduk yang berfungsi  sebagai  turbulen  agar  proses  pendinginan  berjalan  lebih  efektif.  Pada proses  pendinginan  fraksi  dingin  akan  memperlambat  gerakan  molekul-molekul panas yang berasal dari minyak goreng pada tabung reaktor bagian bawah sehingga mengurangi temperatur pada daerah itu. Hal ini memungkinkan titik didih minyak goreng menjadi lebih tinggi dari pada titik didih normalnya.
Gambar 16. Skema Perangkap Suhu
Pada  percobaan  yang  telah  dilakukan,  minyak  mulai  mendidih  ketika temperatur  reaktor  bawah  mencapai  248 o C  (saat  kecepatan  putaran  5  rpm)  yang diindikasikan  oleh  kenaikan  temperatur  minyak  goreng  mulai  berada  pada  titik jenuh.  Hal  ini  menunjukkan  titik  didih  minyak  goreng  lebih  tinggi  daripada  titik didih  normal  yang  hanya  berkisar  180 o C.  Dengan  demikian  peristiwa  ini menunjukkan mekanisme perangkap suhu dapat bekerja pada reaktor.
2. Pengaruh kecepatan putaran  terhadap kenaikan  temperatur minyak goreng
Makin cepat putaran pengaduk mengakibatkan makin lambat kenaikan suhu. Hal ini disebabkan  karena  pada  sistem  pemanas  dengan  metode  perangkap  suhu,  pada bagian  atas  ada  reaktor  pendingin.  Apabila  kecepatan  putaran  dipercepat,  minyak goreng bagian bawah yang telah mencapai suhu tinggi akan lebih cepat naik ke atas, dengan  kata  lain  waktu  kontak  minyak  goreng  pada  reaktor  bagian  bawah  lebih singkat.  Sehingga  bagian  minyak  goreng  yang  memiliki  suhu  yang  tinggi (mendekati titik didih normalnya) tidak menjadi mendidih karena mengenai reaktor
Sirkulasi air pendingin Reaktor  panas Reaktor pendingin
pendingin  di  bagian  atas  yang  akan  seketika  menjadi  dingin  kembali  karena mengalami  keseteimbangan  termal  dengan  reaktor  bagian  atas.  Proses  pemanasan pun akan terus berlangsung pada reaktor bawah sehingga dicapai suhu yang tinggi. Dari  data  yang  diperoleh,  suhu  maksimum  dicapai  pada  saat  kecepatan  putaran pengaduk  5  rpm  yaitu  300 o C.  Dengan  gambaran  data-data  yang  telah  didapatkan, diharapkan  reaksi depolimerisi dapat  terjadi pada  reaktor  yang  telah  dirancang dan dibuat tanpa adanya penambahan tekanan eksternal.

## SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  dari  hasil  penelitian,  didapatkan  informasi  bahwa:  1)  terjadi perbedaan  kenaikan  suhu  akibat  dari  perubahan  kecepataran  putaran  pengaduk. Makin cepat putaran pengaduk, kenaikan suhu yang terjadi makin lambat, 2) metode perangakap  suhu  dapat  bekerja  pada  reaktor  pemanas,  yang  ditandai  dengan meningkatnya  titik  didih  minyak  goreng  dibandingkan  dengan  titik  didih normalnya,  3)  titik  didih  minyak  goreng  pada  penelitian  ini  ditentukan  oleh kenaikan  temperatur  saat  mengalami  titik  jenuh  (saturasi),  dan  4)  suhu  maksimum minyak  goreng  yang  dicapai  pada  penelitian  ini  adalah  300 o C  (dengan  kecepatan putaran  5  rpm).  Hal  ini  menandakan  larutan  minyak  goreng  dapat  digunakan sebagai  larutan  tambahan  dalam  proses  konversi  beberapa  jenis  biomassa  menjadi biofuel dengan metode pirolisis.
Beberapa saran terkait dengan penelitian ini di antaranya: 1) pada penelitian ini digunakan sumber pemanas dengan nyala api konstan, sehingga pada penelitian berikutnya  perlu  memvariasi  nyala  api  untuk  melihat  pengaruhnya  terhadap kenaikan titik didih suatu larutan, 2) Penelitian dapat dilanjutkan ke ranah konversi biomassa  menjadi  biofuel  dengan  metode  pirolisis  pada  reaktor  perangkap  suhu, dengan  menggunakan  bahan  soft  biomass  berupa  alang-alang,  jerami  dan  rumput kering.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Syamsiro,  M  dan  H.  Saptohadi. Pembakaran  Briket  Biomassa  Cangkang Kakao:  Pengaruh  Temperatur  Udara  Preheat .  Makalah  disajikian  dalam
Seminar Nasional Teknologi 2007, Yogyakarta. 24 November 2007.
[2] Fatimah,  I  dan  J.  Nugraha. Identifikasi  Hasil  Pirolisis  Serbuk  Kayu  Jati Menggunakan  Principal  Component  Analysis .  Jurnal  ILMU  DASAR  Vol.  6 No. 1, 2005: 41-47
[3] Jenkins, B.M. at all . 1998. Combustion properties of biomass . USA.
[4] Loo, S.V. and J. Koppejan . 2008. The Hand Book of Biomass Combustion and Co-Firing . Earth Scan. London.
[5] Nurhuda,  M.  2009. Rancang  Bangun  Reaktor  Depolimerisasi  Biomassa Menjadi  Minyak  Bahan  Bakar  Kasar  (Crude  Biofuel)  Dengan  Menggunakan Metode  Perangkap  Suhu .  Laporan  Penelitian,  Jurusan  Fisika,  FMIPA Universitas Brawijaya Malang.
[6] Poerwanto,  E.  2007. Abstrak  Perancangan  Reaktor  Dan  Pengembangan Prosedur  Operasi  Pirolisis  Serbuk  Gergaji  Untuk  Menghasilkan  Bio-Oil . Central Library Institute Technology. Bandung.
[7] Sembodo,  B  dan  A.  Jumari, Dekomposisi  Jerami  Secara  Termokimia  Dalam Air Panas Bertekanan . EKUILIBRIUM Vol. 7 No.1. Januari 2008: 1– 5.