PENINGKATAN PRODUKTIFITAS EKSTRAKSI MINYAK NILAM ...

PENINGKATAN PRODUKTIFITAS EKSTRAKSI MINYAK NILAM ... page 1
PENINGKATAN PRODUKTIFITAS EKSTRAKSI MINYAK NILAM ... page 2
PENINGKATAN PRODUKTIFITAS EKSTRAKSI MINYAK NILAM ... page 3
PENINGKATAN PRODUKTIFITAS EKSTRAKSI MINYAK NILAM ... page 4
PENINGKATAN PRODUKTIFITAS EKSTRAKSI MINYAK NILAM ... page 5
download PENINGKATAN PRODUKTIFITAS EKSTRAKSI MINYAK NILAM ...

of 5

  • date post

    18-Jan-2017
  • Category

    Documents

  • view

    223
  • download

    3

Embed Size (px)

Transcript of PENINGKATAN PRODUKTIFITAS EKSTRAKSI MINYAK NILAM ...

  • Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

    KE-51

    PENINGKATAN PRODUKTIFITAS EKSTRAKSI MINYAK NILAMDENGAN MICROWAVE HYDRO DISTILLATOR

    Nurkholis Hamidi, Mega Nur Sasongko dan Widya WijayantiJurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya

    Jl. MT Haryono 167, Malang, Jawa Timur, Indonesia

    Email: hamidy@ub.ac.id

    AbstrakMinyak atsiri merupakan salah satu komoditas penting bagi Indonesia. Namun demikian masihbanyak kendala yang dihadapi produsen minyak atsiri di Indonesia terkait dengan keefektifanproses ekstraksi. Dalam penelitian ini dilakukan studi tentang potensi gelombang mikro(microwave) untuk proses ekstraksi minyak nilam. Ekstaksi dilakukan dengan menggunakanmicrowave oven yang telah dimodifkasi sebagai microwave hydro distillator. Bahan dasar yangdigunakan adalah daun nilam kering dengan massa 100 gram per sample dengan pelarut berupa airsuling. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan daya microwave pada 420 Watt, 560 Watt, dan700 Watt. Hasil penelitian menunjukkan microwave hydro distillatory mampu mengurangi waktuekstraksi dan juga meningnkatkan rendemen minyak nilam bila dibandingkan dengan distilatorkonvensional. Selain itu, microwave hydrodistillator mampu juga mengurangi konsumsi energi.

    Kata kunci : minyak nilam, microwave hydro distillator, ekstraksi

    Pendahuluan

    Minyak atsiri yang disebut juga minyakesteris merupakan komoditas penting yangbanyak dibutuhkan oleh berbagai industriseperti industri kosmetik, farmasi dan industrilainnya. Menurut laporan Marlet StudyEssential Oils and Oleoresin (ITC), produksiminyak atsiri dunia mencapai 500-550 ton pertahun. Indonesia merupakan negara produsenminyak atsiri terbesar di dunia dengan hasilproduksi sekitar 450 ton per tahunnya.Minyak atsiri umumnya diproduksi melaluiproses ekstraksi berbagai jenis tanamanseperti serai wangi, minyak daun cengkih,mawar, kamboja, kenanga dan juga nilam. Diantara berbagai jenis minyak atsiri tersebut,minyak nilamlah (patchouli oil) yang jadiprimadona di Indonesia.

    Tanaman nilam (Pogostemon CablinBenth) sudah lama dikenal dan dikembangkanoleh masyarakat Indonesia untuk dijadikansebagai bahan dasar minyak nilam. Usahadistilasi (ekstraksi) minyak nilam juga banyakdilakukan masyarakat Indonesia baik dalamsekala kecil maupun menengah. Namun

    demikian masyarakat produsen minyak nilamdi Indonesia masih banyak menemui kendalaterkait rendemen, lama proses ekstaksi danmutu hasil ekstraksi minyak nilam yangmasih rendah. Rata-rata rendemen yangdihasilkan dari ekstraksi minyak nilam sekitar1-2% dengan waktu ekstraksi yang sangatpanjang sekitar 7-10 jam [1,2]. Penggunaanteknologi ekstraksi yang konvensionalmerupakan salah satu penyebab rendahnyahasil rendemen di industri-industri tersebut.Ada beberapa faktor yang mempengaruhirendemen minyak nilam antara lain: jenistanaman, umur tanaman, waktu panen,perubahan bentuk daun, perlakuanpendahuluan sebelum ekstraksi, dan teknikekstraksi, tekanan dalam drum ekstraksi danbesarnya energi untuk perebusan [3]. Olehkarena itu teknologi ekstraksi (distilasi)minyak atsiri sangatlah penting untuk dikajidan dikembangkan untuk mendapatkan prosesyang efisien dengan produk berkualitas tinggi.

    Selama ini distilasi minyak nilam dapatdilakukan dengan tiga cara, yaitu dengan air(hydro distillation), penyulingan dengan air

  • Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

    KE-51

    dan uap (steam-hydro distillation), danpenyulingan dengan uap (steam distillation)[4]. Dari ketiga metode distilasi tersebut,metode distilasi uap-air (steam-hydrodistillation) dapat menghasilkan rendemenminyak nilam yang lebih bagus [5]. Namundengan menggunakan metode tersebutdibutuhkan waktu yang lama untukmendapatkan minyak nilam yang bagus.Usaha untuk meningkatkan produktivitasdistilasi minyak atsiri juga dilakukan olehTuti T, dkk, [2]. Hasil penelitiannyamenunjukkan bahwa peningkatan tekananpada sistem steam distillation dapatmeningkatkan hasil rendemen minyak akarwangi. Namun demikian, lama distilasi masihsekitar 9 jam dengan rendemen yang tidakbisa lebih dari 3,2%. Selain itu peningkatantekanan penguapan tentunya akanmengakibatkan peningkatan temperaturpenguapan pula yang dapat mempengaruhikualitas minyak terutama dari segi aroma.

    Salah satu usaha lain yang berpotensiuntuk meningkatkan rendemen danmengurangi lama proses ekstraksi adalahpemanfaatan gelombang mikro (microwave)dalam proses ekstraksi minyak atsiri. Metodepemanasan dengan gelombang mikro berdedadengan pemanasan konduksi atau konvesi.Pemanasan menggunakan microwavemerupakan pemanasan dengan radiasi yangmempunyai beberapa keuntungan, sepertitanpa pemanasan dengan bersentuhan(mengurangi panas berlebihan padapermukaan material), mengurangi gradientermal, pemanasan dimulai dengan cepat danefek pemanasan berhenti dengan cepat, panasdimulai dari dalam material, perpindahanenergi berdasarkan perpindahan panas secararadiasi. Gelombang mikro hanya diserapbahan dielektrik (seperti air dan minyak) dankemudian dirubah menjadi energi panas [6].Microwave juga dapat memberi pumpingeffect pada fluida yang terpaparnya [7],sehingga memudahkan fluida (minyak)terdesak untuk keluar dari dalam sel. Dalampenelitiannya, Tsuruta, dkk, 2009,melaporkan bahwa efek microwave mampumengeringkan beberapa bahan makanandengan cepat dibandigkan denganpengeringan dengan udara panas. Dengan

    beberapa poin penting tersebut, gelombangmikro memiliki potensi untuk diterapkan padaproses ekstraksi minyak atsiri.

    Beberapa peniliti telah berusahamengaplikasikan microwave (gelombangmikro) pada proses ekstraksi minyak atsiridengan cara mengkombinasikannya denganmetode yang telah ada [8,9]. Hasil penelitianmenunjukkan adanya peningkatan hasilrendemen minyak cengkeh dan pectin jerukketika microwave dipancarkan pada steamdistillation dan steam-hydro distillation [8,9].Namun demikian penelitian hanyamenggunakan metode kombinasi pada dayapancar tertentu serta tidak ada analisakebutuhan energi untuk proses distilasitersebut sehingga belum diketahui keefektifanproses tersebut. Oleh karena itu dalampenelitian ini dilakukan kajian yang lebihmendalam terhadap pengaruh beberapaparameter (seperti daya radiasi, temperaturdistilasi, dll) terhadap unjuk kerja microwavedistillation agar didapat proses yang palingoptimum. Selain itu, perlu juga dilakukananalisa kebutuhan energinya agar dapatmengetahui keefektifan dari sisi ekonominya..

    Metode Penelitian

    Gambar 1 menunjukkan instalasipenelitian. Microwave distilator dibuatdengan memodifikasi sebuah microwave oven

    6vapor

    700W

    1

    3

    4

    7

    5

    2

    1. Microwave oven2. Glass chamber3. Distilled water4. Patchouli leaves

    5. Pt 1006. Condenser7. Data logger

    Gb.1 Instalasi Penelitian MicrowaveDistillation

  • Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

    KE-51

    rumah tangga. Sebuah bejana kaca diletakkandi dalam microwave oven sebagai distillatorychamber tempat campuran daun nilam dan airsuling sebagai pelarut. Setiap kali pengujian,massa daun nilam yang digunakan adalah100g dengan pelarut air sebanyak 1,5 liter.

    Distilasi daun nilam dilaksanakan dengandaya microwave yang di set pada 420 dan 700Watt. Selama proses distilasi, temperaturbejana diukur dengan Pt resistance yangterhubung dengan data logger dan komputer.Hasil distilasi yang berupa minyak nilamkemudian dipisahkan dari air dan kemudiandilkukan beberapa pengujian terhadaprendemen dan konsumsi energi yangkemudian dibandingkan dengan metodekonvensional.

    Proses distilasi minyak nilam konvensionaldilakukan dengan metode hydro distillation.Langkah-langkah pengambilan data secaraumum dilakukan sama dengan metodemicrowave distillation, akan tetapi, sebagaisumber panas digunakan sebuah komporberbahan bakar LPG. Konsumsi LPG diukurselama proses untuk perhitungan jumlahenergi yang terpakai.

    Hasil dan Pembahasan

    Gambar 2 menunjukkan profil temperaturselama proses distilasi baik dengan metodemicrowave maupun dengan konvensional.Pemanasan sensibel terjadi hingga temperaturpenguapan yakni sekitar 99oC. Setelah

    mencapai suhu penguapan tersebut makaproses ekstraksi minyak nilam dimulai. Hasilpengukuran menunjukkan bahwa penggunaanmicrowave dengan daya 700 W memilikikecepatan pemanasan yang paling tinggiuntuk mecapai suhu ekstraksi dibandingkandengan konvensional maupun pada daya yanglebih rendah 420 W. Hal ini terjadi karenadaya yang cukup serta proses pemanasanyang efektif dan efisien dari microwave 700W. Kefektifan pemanasan microwave ini bisadilihat dari hasil konsumsi energi di Tabel-2.

    Hasil ekstraksi minyak nilam diukursepanjang proses ekstraksi. Hasil pengukurandari ekstraksi minyak nilam diplot pada Gb.3.Hasil penelitian menunjukkan bahwa metodemicrowave distillation memiliki kemampuanmeng-ekstraksi minyak nilam lebih cepatdibanding metode konvensional. Dari diagramtersebut nampak bahwa metode microwavememiliki gradien hasil yang lebih curamdisbanding konvensional yangmengindikasikan produksi minyak yang lebihcepat.

    Gb.3 Volume hasil ekstraksi minyaknilam (ml)

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    0 100 200 300 400 500

    MAHD 420

    MAHD 700

    HD

    extra

    ctio

    n oi

    l (m

    l)

    Time (min)

    Tabel-1 Rendemen maksimum minyaknilam (%) dari 100 g daun.

    No Metode RendemenMaksimum

    (% massa daunnilam)

    1 Konvensional 2,9

    2 Microwave 420W 2,4

    3 Microwave 700W 3,9

    80

    85

    90

    95

    100

    105

    40 81 122 163

    Microwave 420 W

    Microwave 700 W

    Konvensional

    TEM

    PER

    ATU

    RE

    (oC

    )

    Time (min)

    Gb.2 Profil temperatur distilasi minyaknilam

  • Proceeding Semina