Perbandingan Metode Hydro-Distillation Dan Steam Hydro

  • Published on
    30-Dec-2016

  • View
    223

  • Download
    5

Embed Size (px)

Transcript

  • JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2014) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)

    1

    Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari

    proses pengambilan minyak cengkeh dengan metode hydro

    distillation dan steam-hydro distillation dengan gelombang mikro

    (microwave). Selain itu, mempelajari pengaruh waktu

    penyulingan, perlakuan bahan (ukuran 8 mesh dan 4 mesh), dan

    massa bahan terhadap rendemen dan mutu minyak cengkeh

    yang dihasilkan. Metode yang digunakan adalah hydro

    distillation dan steam-hydro distillation dengan microwave. Dalam

    steam-hydro distillation dengan microwave ditambahkan solvent

    berupa air pada batang cengkeh kering untuk melarutkan

    minyak yang ada di dalam daun cengkeh. Kondisi operasi pada

    kedua metode ini adalah pada massa 50, 80 110, 140, dan 170

    gram, tekanan atmosferik (1 atm), dan suhu uap 110oC. Uap

    yang dihasilkan dikondensasi lalu distilat yang berupa campuran

    minyak dan air dipisahkan menggunakan corong pemisah.

    Minyak yang didapat dipisahkan kembali dengan cara

    penambahan natrium sulfat sehingga didapatkan minyak murni.

    Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa

    metode steam hydro distillation mempercepat proses ekstraksi

    26,6% pada ukuran 4 mesh dan 30,9% pada ukuran 8 mesh

    dibandingkan metode hydro distillation. Metode steam hydro

    distillation memperbesar rendemen 14,9% pada ukuran 4 mesh

    dan 0,3% pada ukuran 8 mesh dibandingkan metode hydro

    distillation. Ukuran bahan 8 mesh mempercepat proses ekstraksi

    21,9% pada metode hydro distillation dan 24,9% pada metode

    steam hydro distillation dari pada ukuran 4 mesh. Dengan ukuran

    bahan 8 mesh meningkatkan rendemen 20,1% pada metode

    hydro distillatiom dan 37,6% pada metode steam hydro distillation

    dari pada ukuran 4 mesh. Kualitas minyak batang cengkeh

    terbaik dihasilkan pada metode steam hydro distillation dengan

    microwave (8 mesh) dengan kadar eugenol 89,76%. Nilai

    recovery dari proses distilasi minyak batang cengkeh masih

    berkisar di bawah nilai 67% sehingga berpotensi untuk

    ditingkatkan.

    Kata Kunci Minyak Cengkeh, Hydro Distillation, Steam-Hydro

    Distillation, Microwave

    I. PENDAHULUAN Seiring dengan perkembangan industri, kebutuhan akan

    cengkeh semakin meningkat sehingga pertumbuhan luas lahan

    perkebunan cengkeh terus terjadi tiap tahun. Pada tahun 2009,

    2011, dan 2013 perkembangan luas area secara berturut-urut

    467.316, 485.191 dan 485.280 hektar [1]. Selama ini, tanaman

    cengkeh di Indonesia sebagian besar hanya digunakan untuk

    bahan baku rokok, yaitu pada bagian bunganya. Padahal pada

    tanaman cengkeh terdapat minyak atsiri yang dapat

    dimanfaatkan sehingga menambah nilai guna tanaman

    cengkeh. Pohon cengkeh memiliki bau yang khas yang berasal

    dari minyak atsiri yang terdapat bunga (10-20%), batang (5-

    10%) dan daun (1-4%) [2]. Komponen terbesar yang terdapat

    dalam minyak atsiri cengkeh adalah eugenol sebesar 70-80%.

    Cara yang paling banyak digunakan saat ini untuk

    menghasilkan minyak atsiri dari batang cengkeh adalah

    metode distilasi. Teknik distilasi ini terdiri dari 3 macam, yaitu

    steam distillation, hydro distillation dan steam-hydro

    distillation. Steam distillation dapat menghasilkan rendemen

    lebih banyak dibandingkan dengan menggunakan hydro

    distillation [3]. Namun steam distillation membutuhkan waktu

    yang lebih lama. Sementara steam-hydro distillation

    merupakan gabungan dari keduanya sehingga memiliki

    kelebihan dari keduanya. Teknologi yang digunakan telah

    berkembang dari yang semula penyulingan dilakukan dengan

    alat yang sederhana yaitu menggunakan drum biasa, sekarang

    telah menggunakan ketel yang terbuat dari stainless steel.

    Namun telah berkembang teknologi baru dalam ekstraksi

    minyak atsiri, yaitu penggunaan microwave sebagai media

    pemanas. Penggunaan microwave ini dapat mempercepat

    proses ekstraksi dan meningkatkan rendemen produk. Hal ini

    dikarenakan gelombang microwave terserap oleh molekul air

    dan mengakibatkan meningkatnya suhu air, baik air pelarut

    maupun air yang terkandung dalam sel dengan cepat.

    Meningkatnya suhu air dalam sel dapat mengakibatkan

    pecahnya sel dan meningkatkan diffusivitas minyak [4].

    Berdasarkan hal tersebut maka diperlukan penelitian

    untuk membandingkan metode hydro distillaton dan steam-

    hydro distillation dengan microwave. Perbandingan

    didasarkan pada jumlah rendemen serta mutu minyak cengkeh

    yang dihasilkan, khususnya kadar eugenol yang terkandung

    dalam minyak.

    Perbandingan Metode Hydro-Distillation Dan Steam

    Hydro-Distillation Dengan Microwave Terhadap

    Rendemen Serta Mutu Minyak Atsiri Dari Batang

    Cengkeh (Eugenia Aromaticum)

    Joko Santoso, Fajar Mardhi Hutama, Pantjawarni Prihatini, dan Mahfud

    Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

    Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

    e-mail: mahfud@chem-eng.its.ac.id

  • JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2014) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)

    2

    II. URAIAN PENELITIAN

    A. Bahan yang Digunakan

    Bahan baku yang digunakan adalah batang cengkeh yang

    diperoleh dari Malang, Jawa Timur dalam keadaan kering.

    Namun batang cengkeh dikeringkan kembali dalam oven

    selama 6 jam dengan suhu 70oC. Selanjutnya batang cengkeh

    dicacah hingga berukuran 4 mesh dan 8 mesh. Solvent yang

    digunakan adalah aquadest dan air pendingin yang digunakan

    pada proses distilasi adalah air ledeng.

    B. Deskripsi Peralatan

    Skema alat pada metode hydro distillation dengan

    pemanas microwave.

    Gambar 1. Skema alat hydro distillation dengan pemanasan microwave

    Keterangan alat :

    1)Labu leher dua 2)Pengatur daya (Watt) 3)Pengatur

    waktu (menit) 4)Kondensor liebig 5)Corong Pemisah

    6)Gelas Beaker 7)Pengatur Suhu Microwave (oC)

    8)Connector 9) Microwave

    Skema alat pada metode steam-hydro distillation dengan

    pemanas microwave

    Gambar 2. Skema alat Hydro-Aerator Distillation dengan pemanasan

    microwave

    Keterangan alat :

    1)Labu leher tiga 2)Pengatur Daya (Watt) 3)Pengatur

    Waktu (menit) 4)Kondensor liebig 5)Corong Pemisah

    6)Erlenmeyer 7)Pengatur Suhu Microwave (oC) 8)Heater

    9)Pengatur Suhu Heater (oC) 10)Thermometer 11) Labu

    Leher 1 12) Selang 13)Statif 14)Microwave

    C. Prosedur Penelitian

    1. Prosedur Penelitian Hydro Distillation dengan Pemanas

    Microwave

    Penelitian ini di mulai dengan menimbang batang

    cengkeh dengan ukuran 4 dan 8 mesh masing-masing

    sebanyak 50, 80, 110, 140 dan 170 gram. Lalu memasukkan

    batang cengkeh yang telah ditimbang tersebut ke dalam labu

    distilasi dan menambahkan aquadest pada bahan. Selanjutnya

    meletakkan labu berisi bahan ke dalam microwave dan

    menyalakan pemanas microwave dengan mengatur daya dan

    suhu microwave sesuai kondisi operasi. Waktu distilasi

    dimulai dari tetes pertama distilat keluar kondensor. Distilat

    yang mengandung minyak dipisahkan dari kandungan airnya.

    Minyak yang dihasilkan kemudian dianalisa.

    2. Prosedur Penelitian Steam-Hydro Distillation dengan

    Pemanas Microwave

    Penelitian ini di mulai dengan menimbang batang

    cengkeh dengan ukuran 4 dan 8 mesh masing-masing

    sebanyak 50, 80, 110, 140 dan 170 gram. Lalu memasukkan

    batang cengkeh yang telah ditimbang tersebut ke dalam labu

    distilasi dan menambahkan aquadest pada bahan. Kemudian

    meletakkan labu berisi bahan ke dalam microwave.

    Selanjutnya memanaskan air pada labu untuk digunakan

    sebagai steam generator, proses pemanasan menggunakan

    heating mantle. Steam yang dihasilkan dialirkan ke dalam

    labu. Lalu menyalakan pemanas microwave dengan mengatur

    daya dan suhu microwave sesuai kondisi operasi. Waktu

    distilasi dimulai dari tetes pertama distilat keluar kondensor.

    Distilat yang mengandung minyak dipisahkan dari kandungan

    airnya. Minyak yang dihasilkan kemudian dianalisa.

    D. Kondisi Operasi dan Variabel Penelitian

    Kondisi operasi dan variable percobaan yang digunakan

    pada percobaan ini adalah :

    Kondisi Operasi : - Tekanan atmosferik (1 atm)

    - Suhu 110oC

    Variabel percobaan : - Batang cengkeh ukuran 8 mesh dan 4 mesh

    - Massa batang cengkeh 50, 80, 110, 140 dan 170 gram

    - Metode hydro distillation dan steam-hydro distillation

    menggunakan microwave

    Waktu Pengamatan : - Masing-masing metode

    dilakukan pengamatan 30, 60, 90, 120, dan 150 menit

    - Pengambilan sampel tiap 30 menit

    E. Analisa Mutu Minyak Cengkeh

    Analisa yang dilakukan untuk mengetahui kualitas

    minyak cengkeh terdiri dari analisa berat jenis dan indeks bias

    minyak cengkeh yang dihasilkan serta kandungan eugenol

    yang terkandung di dalamnya. Analisa berat jenis dilakukan

    8

    9

    12

    13

    14

  • JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2014) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)

    3

    menggunakan piknometer. Selanjutnya analisa indeks bias

    dilakukan dengan menggunakan alat refraktometer. Sementara

    itu untuk mengetahui kandungan eugenol dilakukan analisa

    GC - MS (Gas Chromatography - Mass Spectrometry)

    sehingga didapat nilai retention time dan luas peak area pada